Издавач: Факултет техничких наука Нови Сад Главни и одговорни уредник: проф. др Илија Ћосић, декан Факултета техничких Наука у Новом Саду

Transcription

1 XXVII 8/2012

2 Едиција: Техничке науке Зборници Година: XXVII Свеска: 8 Издавач: Факултет техничких наука Нови Сад Главни и одговорни уредник: проф. др Илија Ћосић, декан Факултета техничких Наука у Новом Саду Уређивачки одбор: Проф. др Илија Ћосић Проф. др Владимир Катић Проф. др Илија Ковачевић Проф. др Јанко Ходолич Проф. др Срђан Колаковић Проф. др Вељко Малбаша Доц. др Дарко Реба Доц. др Вук Богдановић Проф. др Мила Стојаковић Редакција: Др Владимир Катић, уредник Др Жељен Трповски, технички уредник Др Зора Коњовић Проф. др Драган Спасић Проф. др Ливија Цветићанин Проф. др Павел Ковач Проф. др Растислав Шостаков Проф. др Војин Грковић Проф. др Стеван Станковски Проф. др Миодраг Темеринац Проф. др Властимир Радоњанин Доц. др Горан Вујић Др Драгољуб Новаковић Мр Мирослав Зарић Мирјана Марић Штампа: ФТН Графички центар ГРИД, Трг Доситеја Обрадовића 6 Техничка обрада: Графички центар ГРИД Штампање одобрио: Савет за издавачко-уређивачку делатност ФТН у Н. Саду Председник Савета: проф. др Радомир Фолић

3 ПРЕДГОВОР Поштовани читаоци, Пред вама је осма овогодишња свеска часописа Зборник радова Факултета техничких наука. Часопис је покренут давне године, одмах по оснивању Машинског факултета у Новом Саду, као Зборник радова Машинског факултета, а први број је одштампан године. Након осам публикованих бројева у шест година, пратећи прерастање Машинског факултета у Факултет техничких наука, часопис мења назив у Зборник радова Факултета техничких наука и године излази као број 9 (VII година). У том периоду у часопису се објављују научни и стручни радови, резултати истраживања професора, сарадника и студената ФТН-а, али и аутора ван ФТН-а, тако да часопис постаје значајно место презентације најновијих научних резултата и достигнућа. Од броја 17 (1986. год.), часопис почиње да излази искључиво на енглеском језику и добија поднаслов «Publications of the School of Engineering». Једна од последица нарастања материјалних проблема и несрећних догађаја на нашим просторима јесте и привремени прекид континуитета објављивања часописа двобројем/двогодишњаком 21/22, 1990/1991. год. Друштво у коме живимо базирано је на знању. Оно претпоставља реорганизацију наставног процеса и увођење читавог низа нових струка, као и квалитетну организацију научног рада. Значајне промене у структури високог образовања, везане за имплементацију Болоњске декларације, усвајање нове и активне улоге студената у процесу образовања и њихово све шире укључивање у стручне и истраживачке пројекте, као и покретање нових дипломскихмастер докторских студија, доносе потребу да ови, веома значајни и вредни резултати, постану доступни академској и широј јавности. Оживљавање Зборника радова Факултета техничких наука, као јединственог форума за презентацију научних и стручних достигнућа, пре свега студената, обезбеђује услове за доступност ових резултата. Због тога је Наставно-научно веће ФТН-а одлучило да, од новембра год. у облику пилот пројекта, а од фебруара год. као сталну активност, уведе презентацију најважнијих резултата свих дипломских-мастер радова студената ФТН-а у облику кратког рада у Зборнику радова Факултета техничких наука. Поред студената дипломских-мастер студија, часопис је отворен и за студенте докторских студија, као и за прилоге аутора са ФТН или ван ФТН-а. Зборник излази у два облика електронском на wеб сајту ФТН-а ( и штампаном, који је пред вама. Обе верзијe публикују се више пута годишње у оквиру промоције дипломираних инжењера-мастера. У овом броју штампани су радови студената мастер студија, сада већ мастера, који су радове бранили у периоду од do год., а који се промовишу год. То су оригинални прилози студената са главним резултатима њихових мастер радова. Део радова већ раније је објављен на некој од домаћих научних конференција или у неком од часописа. У Зборнику су ови радови дати као репринт уз мање визуелне корекције. I

4 Велик број дипломираних инжењера мастера у овом периоду био је разлог што су радови поводом ове промоције подељени у две свеске. У овој свесци, са редним бројем 8, објављени су радови из области машинства, електротехнике и рачунарства, грађевинарства, саобраћаја и графичког инжењерства и дизајна. У свесци са редним бројем 9. објављени су радови из области, архитектуре, инжењерског менаџмента, инжењерства заштите животне средине, мехатронике и геодезије и геоматике. Уредништво се нада да ће и професори и сарадници ФТН-а и других институција наћи интерес да публикују своје резултате истраживања у облику регуларних радова у овом часопису. Ти радови ће бити објављивани на енглеском језику због пуне међународне видљивости и проходности презентованих резултата. У плану је да часопис, својим редовним изласком и високим квалитетом, привуче пажњу и постане довољно препознатљив и цитиран да може да стане раме-уз-раме са водећим часописима и заслужи своје место на СЦИ листи, чиме ће значајно допринети да се оствари мото Факултета техничких наука: Високо место у друштву најбољих Уредништво II

5 SADRŽAJ Radovi iz oblasti: Mašinstvo Strana 1. Slavko Sakač, PROJEKTOVANJE MINI SUŠARE Miloš Marojević, RAČUNSKO I EKSPERIMENTALNO ODREĐIVANJE SILA ZAKOŠENJA PRI KRETANJU MOSNE DIZALICE Vladimir Starčević, Dragan Živanić, PREGLED, SIGURNOSNI UREĐAJI I AUTOMATIZACIJA PRORAČUNA PRETOVARNIH UREĐAJA Dragan Vignjević, Dušan Uzelac, ZALET PUMPE Dejan Pilipović, Katarina Gerić, ISPITIVANJE ZAVARENOG SPOJA TITANA Danijel Blagojević, ISTRAŽIVANJE FENOMENA HABANJA REZNIH ALATA SA PVD PREVLAKAMA Radovi iz oblasti: Elektrotehnika i računarstvo 1. Marjan Povolni, ANALIZA TEHNIKA ZAŠTITE KOMUNIKACIJE U AKVIZICIONO-UPRAVLJAČKOM SISTEMU Nenad Đukić, RAZVOJ WEB APLIKACIJA POMOĆU APACHE CLICK OKRUŽENJA Stevica Asak, OGC WEB SERVISI I MOBILNI KLIJENTI Jovan Eror, Jovan Bajić, Dragan Stupar, Miloš Slankamenac, SIMULACIJE RAZLIČITIH GEOMETRIJSKIH STRUKTURA PLASTIČNIH OPTIČKIH VLAKANA U TracePro SOFTVERU Jovan Zelinčević, Željen Trpovski, KABLOVSKA TELEVIZIJA I DIGITALIZACIJA KABLOVSKE TELEVIZIJE Miroslav Knežević, PRIMENA CSCW SISTEMA U IZVOĐENJU NASTAVE NA FAKULTETU Aleksandra Vujčić, Željen Trpovski, FFTH I SIMULACIJA PASIVNE OPTIČKE MREŽE Miroslav Bako, Tomislav Maruna, Ilija Bašičević, Mario Radonjić, Boris Mlikota, JEDNO REŠENJE REALIZACIJE APLIKACIJE NAMENJENE DIGITALNOM TELEVIZIJSKOM PRIJEMNIKU; konferencija TELFOR, Beograd, novembar Nikola Vojnović, PRIMENA PROCEDURE PRORAČUNA TOKOVA SNAGA ZA PRORAČUN RADIJALNIH DISTRIBUTIVNIH MREŽA S KRATKIM SPOJEVIMA Jelena Jovetić, REGULACIJA PROTOKA NA IZMENJIVAČU TOPLOTE SISTEMA GREJANJA PRIMENOM FUZZY LOGIKE Ivan Puškaš, PRIMENA FUZZY KONTROLERA U OPTIMIZACIJI UGLA ZAKRIVLJENOSTI ŽALUZINA Nemanja Karanović, PRIMENA ALGORITAMA ZA BOJENJE GRAFOVA ZA PRIKAZ DISTRIBUTIVNIH MREŽA III

6 13. Marija Radanov, TEHNIKE VOĐENJA TRANSAKCIJE U DISTRIBUIRANOJ BAZI PODATAKA Aleksandar Milićević, PROGRAMSKA IMPLEMENTACIJA METODOLOGIJE ZA POTENCIJALNU UŠTEDU ENERGIJE U BOLNICAMA Slobodan Prljević, Četić Nenad, Kovačević Jelena, Ivan Letvenčuk, USING MODEL TRANSLATION FOR SOFTWARE BACKWARD COMPATIBILITY IN DSP SDK DEVELOPMENT; konferencija TELFOR, Beograd, novembar Vladimir Dimitrieski, PROJEKTOVANJE IIS*CASE META-MODELA U METAEDIT+ OKRUŽENJU Predrag Čičić, AUTOMATIZOVANA IMPLEMENTACIJA POSLOVNIH APLIKACIJA BAZIRANA NA OPENXAVA RAZVOJNOM OKVIRU Darko Vasilev, GENERISANJE RASPOREDA ČASOVA POMOĆU JBOSS DROOLS PLANNER BIBLIOTEKE Marko Knežević, RAZVOJ BI SISTEMA ZA ANALIZU PODATAKA O APSENTIZMIMA Vladan Marsenić, INTERAKTIVNO RAZVOJNO OKRUŽENJE ZA SPECIFIKACIJU POSLOVNIH APLIKACIJA Uglješa Erceg, PRIMENA GENETSKOG ALGORITMA U REŠAVANJU BIN-PACKING PROBLEMA Kalina Pavlović, SISTEM ZA PODRŠKU PRAĆENJA STRUČNOG USAVRŠAVANJA NASTAVNIKA Marjan Škrobot, ANALIZA SHA-3 KANDIDATA U OKVIRU DOKAZIVE SIGURNOSTI Miloš Gajić, IMPLEMENTACIJA ALGORITMA ZA NALAŽENJE KATALOGA TOPOLOGIJA UPOTREBOM MICROSOFT AZURE CLOUD-A Nikola Nikolić, Miroslav Popović, Tomislav Maruna, Goran Miljković, JEDNO REŠENJE DLNA MEDIJA PLEJER APLIKACIJE NA ANDROID PLATFORMI, konferencija TELFOR, Beograd, novembar Marko Lakaj, ANALIZA I OBRADA SLIKE U LABVIEW PROGRAMSKOM PAKETU Dušan Ivetić, EDITOR STATIČKOG MODELA PODATAKA DISTRIBUTIVNOG ELEKTROENERGETSKOG SISTEMA Dušan Mihajlović, Branislav Atlagić, IMPLEMENTACIJA PROTOKOLA NTP ZA VREMENSKU SINHRONIZACIJU SCADA MREŽNIH STANICA Jan Kadanec, REDIZAJN UREĐAJA ZA METROLOŠKI PREGLED ELEKTROKARDIOGRAFA Nenad Čabrilo, MERNO-AKVIZICIONI SISTEM ZASNOVAN NA ZIGBEE MODULU I LABVIEW SOFTVERSKOM PAKETU Марина Олуић, ПОБОЉШАЊЕ СТАТИЧКЕ СТАБИЛНОСТИ ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТСКОГ СИСТЕМА СРБИЈЕ КОРИШЋЕЊЕМ PSS-А И СИСТЕМСКОГ СТАБИЛИЗАТОРА Radovi iz oblasti: Građevinarstvo 1. Bojan Lekić, PROJEKAT KONSTRUKCIJE VIŠESPRATNE ARMIRANOBETONSKE STAMBENE ZGRADE U NOVOM SADU IV

7 2. Nemanja Ilić, TEHNOLOGIJA I ORGANIZACIJA GRAĐENJA POSLOVNOG KOMPLEKSA U FUNKCIJI POLJOPRIVREDE U ZRENJANINU Nenad Andrić, Jasmina Dražić, PLANIRANJE IZGRADNJE HALE BAZIRANO NA VIŠEKRITERIJUMSKOJ OPTIMIZACIJI KONSTRUKCIJE Nemanja Mirkov, PROJEKAT BETONA ZA SPECIJALNU BOLNICU ZA PLUĆNE BOLESTI "DR BUDISLAV BABIĆ" U BELOJ CRKVI Boban Ždrnja, ANALIZA MOGUĆNOSTI DOGRADNJE I DOGRADNJA STAMBENE ZGRADE SPRATNOSTI Su+P+4+Pk U NOVOM SADU Radovi iz oblasti: Saobraćaj 1. Бранимир Станисављев, САОБРАЋАЈНЕ НЕЗГОДЕ СА ОБЕЛЕЖЈЕМ БРЗИНЕ НА ПОДРУЧЈУ НОВОГ САДА Данко Хован, ОБЕЛЕЖЈА САОБРАЋАЈНИХ НЕЗГОДА СА ПЕШАЦИМА НА ПОДРУЧЈУ ВОЈВОДИНЕ Vladan Mišić, Vuk Bodanović, ANALIZA USLOVA ODVIJANJA SAOBRAĆAJA NA DEONICI PUTA M-22 OD SREMSKIH KARLOVACA DO RASKRSNICE SA PUTEM R Vedran Škrbić, Momčilo Kujačić, SAVREMENE TEHNOLОGIJE KAO PODRŠKA U PRAĆENJU I UNAPREĐENJU KVALITETA PRENOSA POŠTANSKIH POŠILJAKA Срђан Ивановић, АНАЛИЗА РАДА И ПОСЛОВАЊА ПРЕДУЗЕЋА Д.П. ЖИТ БЕОГРАД Đoko Simić, Momčilo Kujačić, UPOTREBA INTERNETA U PRODAJI ROBE, POŠTANSKIH VREDNOSNICA I POŠTANSKIH MARAKA Душко Симић, ВРЕДНОВАЊЕ ПРЕДЛОГА РЕШЕЊА РАСКРСНИЦЕ БРАЋЕ РИБНИКАР УЗУНОВИЋЕВА У БРЧКОМ Миомир Кокотовић, ОБЕЛЕЖЈА САОБРАЋАЈНИХ НЕЗГОДА ПРИ СЛЕТАЊУ ВОЗИЛА СА КОЛОВОЗА Dragana Radović, ANALIZA MOGUĆNOSTI PRIMENE ITS SISTEMA NA RASKRSNICI ULICA JEVREJSKA, FUTOŠKA I BULEVAR OSLOBOĐENJA Budimir Marčić, ODREĐIVANJE LOKACIJA ZA POSTAVLJANJE SAMOUSLUŽNIH POŠTANSKIH TERMINALA PRIMENOM GIS-A Radovi iz oblasti: Grafičko inženjerstvo i dizajn 1. Miroslav Tucić, PROJEKTOVANJE PROIZVODNOG SISTEMA ZA SLOŽIVU KUTIJU Ivana Rodić, Miljana Prica, ISPITIVANJE MOGUĆNOSTI IMOBILIZACIJE METALA IZ RASTVORA ZA VLAŽENJE I OTPADNOG RAZVIJAČA ZA OFSET PLOČE Vuk Čuvardić, IZRADA WORDPRESS INTERNET PREZENTACIJE ZA MUZIČKU GRUPU Stevan Hrkalović, REVITALIZACIJA PROIZVODNOG SISTEMA ŠTAMPARIJE SITOPLAST Samo Valent, Dragoljub Novaković, Sandra Dedijer, ISPITIVANJE KVALITETA OTISAKA ROTACIONE HEAT SET OFSET ŠTAMPE V

8 VI

9 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad Oblast MAŠINSTVO Kratak sadržaj U ovom radu je opisan postupak projektovanja mini sušare za sušenje grožđa bez semenki, sorte Beogradska besemena. Na osnovu prosečnih vrednosti sadržaja vlage u grožđu, na početku i na kraju procesa sušenja, određena je količina vlage koju treba izdvojiti tokom sušenja jedne šarže proizvoda. Za izdvajanje izračunate količine vlage je određena potrebna količina svežeg vazduha, na osnovu koje je izvršeno određivanje razmenjivača toplote i mogućih uređaja za zagrevanje vazduha za potrebe sušenja. Na osnovu podataka iz proračuna je izvršena tehno-ekonomska analiza sušare, pri čemu su korišćene stvarne vrednosti opreme i usluga, bez poreza na dodatu vrednost (PDV), po srednjem kursu Narodne banke Srbije (NBS). Konačno usvajanje najoptimalnijeg rešenja je izvršeno prema rezultatima tehno-ekonomske analize. Abstract This paper describes the design of mini dryer for drying seedless grapes, sort Belgrade seedless. Determination of amount of moisture to be extracted during the drying of a batch of products is based on the average values of moisture content in the grapes at the beginning and end of the drying process. Calculated amount of moisture is used for determination amount of fresh air, upon which is made determination of a heat exchanger and the possible units for heating the air for drying. Techno-economic analysis of the dryer is made on the basis of the calculation, where were used the actual values of equipment and services, without the value added tax (VAT) at the average exchange rate of National Bank of Serbia (NBS). Final adoption of the most optimal solution is carried out according to the results technoeconomic analysis. Ključne reči: Sušenje, Obnovljivi izvori energije, Tehno-ekonomska analiza 1. UVOD Sušenje je proces, kojim se iz prehrambenih proizvoda uklanja veći deo vode, kako bi se omogućilo njihovo dugotrajno čuvanje. Pri malom sadržaju vode, zaustavljaju se mikrobiološka aktivnost i ostali biološki procesi koji uzrokuju kvarenje proizvoda. Sušenje namirnica može da se izvede na više načina koji mogu biti prirodni ili organizovani. Sušenje u širem smislu obuhvata niz operacija koje su neophodne kako bi se dobio kvalitet namirnica, propisan određenim standardom NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Dušan Gvozdenac, red.prof. PROJEKTOVANJE MINI SUŠARE DESIGN OF MINI DRYER Slavko Sakač, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad 1501 UDK: (IFS, HACCP, Global G.A.P, ISO ). Na slici 1. je prikazana blok shema sušenja grožđa [1]. 2. ZADATAK Slika 1. Blok shema sušenja grožđa Potrebno je isprojektovati mini sušaru kapaciteta 224 kg ulaznog vlažnog materijala (grožđa), po jednoj šarži. Na osnovu tehno-ekonomske analize usvojiti najpovoljnije rešenje. 3. OPŠTI DEO PRORAČUNA Pošto je u pitanju mali kapacitet vlažnog materijala, usvaja se komorni tip sušare. Kao agens za sušenje je usvojen okolni vazduh. Agens za sušenje se zagreva indirektno u razmenjivaču toplote sa orebrenim cevima. Topla voda za zagrevanje vazduha u razmenjivaču toplote se dobija primenom obnovljivih izvora energije (solarna energija, biomasa...). Predviđena je prinudna cirkulacija agensa za sušenje. 4. PRORAČUN KOMORE ZA SUŠENJE 4.1 Određivanje količine isparene vlage po jednoj šarži Prosečna vrednost vlažnosti (po vlažnoj osnovi) grožđa na početku procesa iznosi 82%, a na kraju 11% [1]. Na osnovu tih podataka se može izračunati masa vlage na početku,

10 G 1 = 224 kg (1) G 1 = G s + W 1 (2) w W 1 W 1 = = 0,82 (3) G 1 W 1 + G s 1 = ( 1 w ) = 224 0,18 40,32 kg G s = G 1 1 = (4) W = G 1 G s = ,32 183,68 kg (5) 1 = i na kraju procesa sušenja W w = G (6) 2 G s W 2 W 2 = = 0,11 (7) G 2 W 2 + G s 2 = ( W 2 s) W 2 = w 2 + G (8) W W ( 1 w 2) = w 2 s (9) 2 G w 2 0,11 = G s = 40,32 4,98 kg (10) 1 w 2 1 0,11 2 = Masa isparene vlage iznosi: Δ W = W 1 W 2 = 183,68 4,98 = 178,7 kg (11) 4.2 Određivanje potrebne količine agensa sušenja po jednoj šarži Proces sušenja če biti analiziran na modelu proste konvektivne sušare, prikazane na slici 2. [2] W 178,7 Ls = = = ,89kg (13) 0,0218 0,008 ( x x ) 2 1 A specifična potrošnja vazduha po jedinici mase isparene vlage iznosi: 1 1 kgsv = 76,92 (14) l s = = ( x2 x1) ( 0,0218 0,008) kgw 5. TOPLOTNI PRORAČUN SUŠARE U cilju dobijanja najoptimalnijeg modela sušare, neophodno je poznavanje kinetike sušenja za datu namirnicu, u zavisnosti od parametara sušenja. Za predviđanje krive sušenja, najtačniji rezultati se dobijaju upotrebom jednačine Page-a [5] s N ( kτ ) w w R MR = = exp s (15) w w 0 s R Usled nedostatka podataka za ravnotežnu vlažnost grožđa (w s R) i nemogućnosti određivanja krive sušenja za dati slučaj, primorani smo na korišćenje postojećih podataka, dobijenih ispitivanjem sušenja sličnih proizvoda, pri istovetnim uslovima. Za sušenje grožđa sorte Beogradska besemena, možemo upotrebiti krive sušenja dobijene za sortu grožđja Sultanina (Sultana), pošto imaju veoma slične osobine. Analizom postojeće krive sušenja [6], može se odrediti raspodela izdvojene vlage tokom perioda sušenja (slika 3.) t=80c t=70c t=60c t=50c Slika 2. Shema sušare Potrebna količina agensa sušenja (vazduha) se određuje na osnovu bilansa mase vlage: L s s ( x x ) = Gs( w w ) W (12) s = Apsolutna vlažnost vazduha na ulazu i izlazu sušare se određuje u zavisnosti od stanja vazduha u tim graničnim presecima [3]. Stanje vazduha na ulazu sušare zavisi od meteoroloških parametara tokom godine. Pošto grožđe sazreva polovinom septembra, vazduh na ulazu u sušaru ima sledeće parametre (za meteorološku stanicu Rimski Šančevi) [4]: x 0 = x 1 = 0,0088 [kg w /kg sv ], za uslove (t 7h =13,4 C, ϕ 7h = 91% ) Za usvojene projektne uslove na izlazu sušare se dobijaju parametri stanja vazduha [3]: x 2 = 0,0218 [kg w /kg sv ], za usvojene uslove (t 2 =60 C, ϕ 2 = 90% ) Na osnovu toga određujemo: Izdvojena vlaga (kgv/kgsm) Čas (h) Slika 3. Raspodela izdvojene vlage Na osnovu dijagrama na slici 3. se može zaključiti da je količina vlage, izdvojena tokom perioda sušenja, promenljiva tokom vremena. Najviše vlage se izdvoji na početku sušenja, a količina izdvojene vlage opada tokom vremena. Pri usvojenoj temperaturi sušenja t=60 C, u toku prvog časa sušenja količina izdvojene vlage iznosi Δw s 1 = 0,75 [kg w /kg sm ]. Ukupna količina vlage, izdvojene na početku sušenja iznosi: ΔW= Δw s 1 G s =0,75 40,32 = 30,24 kg/h (16) Za izdvajanje navedene količine vlage iz sušare, potrebno je obezbediti protok vazduha: kg kg L s& = ls ΔW = 76,92 30,24 = 2.326,15 = 0,65 (17) h s 1502

11 5.1 Toplotna snaga razmenjivača toplote Q& = Ls & cpv ( t t ) = G& cpw ( t t ) (18) 1 0 w 1w Agens sušenja (vazduh) se zagreva od temperature okoline (t 0 = t 7h =13,4 C), do temperature sušenja (t 1 =60 C). Za pomoćni (grejni) fluid u razmenjivaču toplote je predviđena voda, koja se hladi od temperature t 1w = 80 C do t 2w = 65 C. to + t 2 13, = = 36,7 C 2 1 tsr c = (19) kj kgk = 1,0215, ( t = 36,7 C ), [] 7 (20) pv sr Q & = 0,65 1,0215 ( 60 13,4) = 30,76 kw (21) Potreban protok grejnog fluida iznosi: Q& G & w = cpw ( t t ) (22) t t + t 2 1w 2w = = 72,5 C 2 = (23) 1w 2w srw c kj kgk = 4,189, ( t = 72,5 C ), [] 7 (24) pw srw 30,76 kg G& w = = 0,49 (25) 4,189 ( 80 65) s Navedene projektne uslove ispunjava kutijasti razmenjivač toplote sa orebrenim cevima sledećih karakteristika: prečnik cevi d s /d u = 25/22 mm prečnik rebra d r = 50 mm debljina rebra δ r = 0,5 mm broj rebara po dužnom metru N i = 350 dužina razmenjivača L iz = 1,5 m širina B= 1,2 m poprečni korak cevi s 1 = 60 mm trouglasti raspored cevi (podužni korak cevi s 2 = 52 mm) broj redova cevi N r =4 6. IZBOR VENTILATORA U zavisnosti od izdvajanja vlage tokom sušenja, menja se i potreban protok svežeg vazduha (slika 4.). Merodavna je količina svežeg vazduha potrebna na samom početku perioda sušenja. kg Δ L& s = ΔW& ls = 30,24 76,92 = 2.326,15 (26) Zapreminski protok vazduha u sušari iznosi: 3 ΔL& s 2.326,15 m V = = = ρv 1,038 h 2w h m 0,62 s & 3 s = (27) kg ρ v = 1,038, gustina vazduha u sušari (t = 60 C, x = 0,0218) 3 m U cilju uštede u električnoj energiji za dopremanje svežeg vazduha u sušaru, usvajaju se dva aksijalna ventilatora tipa POA K 040 (910 O/min, 0,18 kw 2 kom.) [8]. U prvoj fazi sušenja rade oba ventilatora istovremeno. Opadanjem potrošnje svežeg vazduha ventilatori rade naizmenično, do završetka procesa sušenja [] 3 m3/s Potreban protok vazduha Vreme (h) Slika 4. Potreban protok vazduha tokom perioda sušenja jedne šarže. 7. ODREĐIVANJE OSNOVNIH GABARITNIH DIMENZIJA SUŠARE Specifična nasipna masa gožđa iznosi 14 kg/m 2, jednu šaržu od 224 kg treba rasporediti na 16 tacni za sušenje dimenzija 1 x 1 m. U komori za sušenje, tacne su raspoređene u dve kolone po osam komada. Osnovna konstrukcija komore je izrađena od cevi, kvadratnog poprečnog preseka 50 x 50 x 3 mm, od konstrukcionog čelika Č Unutrašnja oplata komore je izrađena od nerđajućeg čelika Č.4580, debljine 0,8 mm. Spoljašnja oplata je izrađena od konstrukcionog čelika Č.0361, debljine 1 mm. Između unutrašnje i spoljašnje oplate nalazi se izolacija od mineralne vune, debljine 50 mm. Konačan izgled sušare je prikazan na slici 5. Slika 5. Konačan izgled komore za sušenje sa izmenjivačem toplote i ventilatorima 8. TEHNO-EKONOMSKA ANALIZA SUŠARE Tehno-ekonomska analiza sušare je izvršena za različite izvore toplote (solarna energija, biomasa, električna energija, prirodni gas i kombinovani sistem), projektovane da ispune potrebne parametre sušare (nominalna toplotna snaga Q & = 30,76 kw ). 1503

12 Pošto je upotreba solarne energije ograničena brojem sunčanih dana u toku godine, u cilju mogućnosti upoređivanja podataka, analiza ostalih izvora toplote je izvršena za isti broj radnih dana. Ako se uzme u obzir period pogodan za rad sušare na solarnu energiju (junseptembar), kada ima prosečno deset sunčanih dana mesečno [9], u periodu amortizacije od deset godina, dobija se eksploatacija od 400 šarži. Pojedinačni izvori toplote su projektovani za nominalni toploni kapacitet, dok je kombinovani sistem projektovan za režim rada sa stvarnom potrošnjom toplote. Kombinovani sistem (slika 6.) obuhvata toplovodni kotao na biomasu (orezke iz vinograda), sistem solarnih kolektora kao glavni izvor toplote i rezervoar za akumulaciju toplote za noćni režim rada sušare. Kotao na biomasu je usvojen za nominalan rad, tako da može da služi i kao glavni izvor, u slučaju nepovoljnih meteoroloških prilika ili u slučaju otkaza instalacije solarnog sistema, iako je prvenstveno namenjen za zagrevanje sušare tokom perioda sa najvećom količinom izdvojene vlage. Kotao na električnu energiju ima najniže troškove amortizacije, ali su mu troškovi eksploatacije najviši od svih prethodno razmatranih. Nakon izvršene tehnoekonomske analize, usvojeno je rešenje sušare sa kombinovanim izvorom toplote, iz više razloga. Izabrano rešenje objedinjuje prednosti svih podsistema koji ga sačinjavaju. Kombinovani sistem ima niske troškove eksploatacije, a nešto viša cena opreme obezbeđuje fleksibilnost i pouzdanost u radu. 9. ZAKLJUČAK Sušenje je najstariji način čuvanja namirnica, čije usavršavanje traje i dan danas. U početku se težilo ubrzanju procesa i povećanju kapaciteta sušare. Vremenom su se pooštravali kriterijumi vezani za kvalitet gotovog proizvoda. U današnje vreme se posebna pažnja poklanja izvorima energije. Primenom obnovljivih izvora, mogu se ostvariti značajne uštede u odnosu na konvencionalne izvore energije i smanjuju se štetni uticaji na okolinu. Iako su cene opreme još uvek prilično visoke, uz pažljivo projektovan sistem se mogu ostvariti visoka efikasnost i ekonomska opravdanost. Slika 6. Shematski prikaz sušare sa kombinovanim izvorom toplote Dobijeni podaci su prikazani u tabeli 1. Troškovi amortizacije podrazumevaju cenu opreme po jednoj šarži. Troškovi eksploatacije obuhvtaju troškove radne snage i troškove goriva po jednoj šarži. Solarni sistem ima najniže troškove eksploatacije, ali je cena opreme visoka, a proces u velikoj meri zavisi od meteoroloških uslova. Kotao na biomasu ima najniže ukupne troškove, ne zavisi od vremenskih prilika, ali ima najviše troškove radne snage. Kotao na prirodni gas je pouzdan u radu, ali ima visoke troškove goriva. Tabela 1. Rezultati tehno-ekonomske analize 10. LITERATURA [1] D.Skroza, I. Generalić, V. Katalinić, Tehnologija mediteranskog voća i povrća, Split, [2] M. Dimić, Tehnološki aparati i uređaji, Novi Sad, [3] Z. Morvay, D. Gvozdenac, Applied industrial energy and enviromental management, Wiley IEEE, [4] Republički hidrometeorološki zavod, Meteorološki godišnjak 1, Beograd, [5] R.L.Sawhney, D.R. Pangavhane, P.N.Sarsavadia, Drying Studies of Single Layer Thompson Seedless Grapes, International solar food processing conference, [6] I. Hermassi, L. Hassini, S. Azzouz, A. Belghith, Moisture diffusivity of the sultana grapes, Мanar [7] Đ. Kozić, B. Vasiljević, V. Bekavac, Priručnik za termodinamiku, Beograd, [8] [9] sr.php?moss_id=13168; Kratka biografija: Slavko Sakač rođen je u Vrbasu god. Diplomski-master rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Mašinsva Energetika i procesna tehnika odbranio je 2012.god. * Jedinica mere (j.m.) zavisi od vrste upotrebljenog goriva: Biomasa [kg] Prirodni gas [m 3 ] Električna energija [kwh] 1504

13 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: RAČUNSKO I EKSPERIMENTALNO ODREĐIVANJE SILA ZAKOŠENJA PRI KRETANJU MOSNE DIZALICE THEORICAL AND EXPERIMENTAL DETERMINATION OF SKEWING FORCES DURING BRIDGE CRANE MOTION Oblast MAŠINSTVO Kratak sadržaj U ovom radu je razmatran problem zakošavanja mosnih dizalica. Sile nastale usled zakošenja su računski određivane prema prethodnim JUS i po novim SRPS EN standardima. Vrednosti sila zakošenja utvrđene su i merenjem na mosnoj dizalici nosivosti 3,2 t. Računski i eksperimentalno dobijeni rezultati su upoređivani i analizirani. Abstract In this paper was considered a problem of bridge crane skewing. Forces originated by skewing are calculated by former JUS and by new SRPS EN norms. Values of skewing loads are measured on bridge crane (capacity 3,2 t). Calculated and experimentally determinated results are compared and analysed. Ključne reči: mosne dizalice, zakošavanje pri kretanju, opterećenja, standardi, merenja. 1. UVOD Mosne dizalice su najzastupljenije vrste dizaličkih mašina u industriji. Problem zakošenja pri kretanju je stalno prisutna pojava, pa su savremene dizalice opremljene različitim mehaničkim ili elektro-mehaničkim sistemima za vođenje po stazi, međutim pojava zakošenja ni tada se ne može u potpunosti eliminisati. Nastale bočne sile su podjednako važne i za inženjere mašinstva i za stručnjake iz oblasti građevinarstva (projektovanje industrijskih hala), jer određivanje intenziteta ovih opterećenja u horizontalnoj ravni spada u sastavni deo proračuna noseće kontrukcije dizalice i njene šinske staze po kojoj se kreće. Glavni ciljevi rada su: razmatranje proračunskih modela i računsko određivanje sila zakošenja prema prethodnim nacionalnim propisima (povučeni iz upotrebe) i novim Evropskim normama (koje važe i u Srbiji) i eksperimentalno određivanje ovih opterećenja na jednogredoj mosnoj dizalici u eksploatacionim uslovima. Važan segment predstavlja analiza dobijenih računskih i izmerenih vrednosti sila za konkretnu konstrukciju dizalice, na osnovu koje je utvrđeno da su proračunki rezultati prema povučenom JUS standardu približno dva puta manji od onih, koji su dobijeni na osnovu modela iz SRPS EN standarda. Zaključeno je da u određenim uslovima i uz variranje par važnijih parametara, izmerene vrednosti horizontalnih opterećenja bolje potvrđuju računske rezultate prema SRSP EN. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Rastislav Šostakov, doc. Miloš Marojević, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad ZAKOŠENJE NA MOSNIM DIZALICAMA Tokom kretanja dizalice dolazi do zakošenja, koje nastaje usled: - dejstva sila normalnih na pravac kretanja, - različitih vertikalnih opterećenja točkova, - razlike u prečnicima pogonskih točkova, a kod nezavisnih pogona i u brojevima obrtaja pogonskih motora po stranama dizalice, - netačne montaže točkova na konstrukciju dizalice i grešaka prilikom postavljanja šina, - njihanja tereta, (u maloj meri utiče, pa se u nekim slučajevima može zanemariti), - elastičnosti noseće konstrukcije, - kombinacije nekih od prethodnih uzroka. Korekcija zakošenja se može ostvariti primenom: konusnih točkova na zaobljenoj šini, ugrađivanjem planetnih reduktora i pomoćnih motora ili primenom električne osovine. Dosadašnja dostignuća i visok nivo razvoja primenjene energetske elektronike nudi nova, elegantna rešenja regulacije zakošenja dizalica sa nezavisnim pogonima pomoću senzora, enkoderskih sistema itd. Sile zakošenja u najvećoj meri zavise od: mase tereta koji se transportuje (nosivosti), položaja kolica, broja točkova dizalice, načina uležištenja točkova, koncepcije pogona kretanja dizalice (centralni ili nezavisni pogoni), sistema upravljanja i regulacije pogona, sredstava za vođenje dizalice (pomoću venaca točkova ili horizontalnih rolni) i još od niza drugih uticaja [1, 2, 3]. Treba napomenuti da se sile zakošenja javljaju i na kolicama, ali su mnogo manjeg intenziteta od onih, koje su prisutne tokom kretanja mosta dizalice. 3. PRORAČUN OPTEREĆENJA OD ZAKOŠENJA U ovoj tački rada dat je kratak pregled načina izračunavanja sila usled zakošenja prema povučenom nacionalnom standardu JUS M.D1.050 i na osnovu dve nove važeće norme SRPS EN i EN Pošto se radi o različitim proračunskim modelima, radi utvrđivanja eventualnih odstupanja u rezultatima, u tački

14 3.4 prikazane su i dobijene vrednosti sila kroz primer jednogrede mosne dizalice. najnepovoljniji slučaj se smatra stanje, kada samo jedno sredstvo za vođenje prima ove sile Poprečne reakcije upravne na pravac kretanja prema JUS M. D1. 050, [1] Prema ovom standardu poprečne reakcije na pravac kretanja se određuju na dosta jednostavan način, prema izrazu: F z = λ F, (1) gde su: F k - vertikalno opterećenje točka na kome se javlja poprečna reakcija, λ - koeficijent reakcije. k Koeficijent reakcije λ zavisi od odnosa raspona šinske staze dizalice l i rastojanja sredstava za vođenje l t, a očitava se na osnovu dijagrama sa slike 1. Slika 1. Dijagram koeficijenta poprečne reakcije, [1] 3.1. Opterećenje usled zakošenja pri kretanju prema SRPS EN , [2] Prema ovoj normi posmatra se dizalica tokom vožnje sa ustaljenom brzinom i pri tome na sredstvima za vođenje nastaju sile od zakošavanja. Ova opterećenja izazvana su reakcijama vođica, koje prisiljavaju točkove da odstupe od svog prirodnog pravca vožnje dizalice slobodnim kotrljanjem. Sile usled zakošenja pri vožnji, obično se smatraju povremenim opterećenjima, ali se učestalost njihovog nastupanja menja u zavisnosti od vrste i konfiguracije dizalice, tačnosti paralelnosti osa točkova itd. U pojedinim slučajevima, učestalost pojavljivanja određuje da li će one biti smatrane redovnim ili povremenim opterećenjima. Proračunski model dat je na slici 2, a za njega važe pretpostavke da se dizalica kreće konstantnom brzinom i da je zakrenut za ugao α u odnosu na pravac šine, bez regulacije zakošenja i da su točkovi postavljeni u geometrijski predviđenom položaju, uz zanemarljivu razliku u prečnicima i zanemarljive greške pri montaži, a noseća konstrukcija i staza se smatraju krutim. Za razliku od [1], ovaj standard uzima u obzir načine povezanosti točkova (povezani mehanički ili električno C ili nezavisni I ) i bočnu pomerljivost (fiksni F ili pokretni M ). Sila na sredstvu za vođenje F y, uravnotežena je sa silama na točkovima F x1i, F x2i, F y1i i F y2i, koje nastaju zakretanjem dizalice oko trenutnog pola. Naravno, za Slika 2. Proračunski model prema SRSP EN Na osnovu datih objašnjenja u [2], za jednogredu mosnu dizalicu sa četiri točka i dva nezavisna pogona (sistem IFF-IFF, videti primer u nastavku), sila od zakošenja F y se računa kao: F = ν f G (2) y gde je: ν koeficijent (za sistem uležištenja točkova F/F ima oblik ν = 1 Σd i /n h), f koeficijent trenja točka pri kotljanju (f = 0,3 [1-e (-250 α) ]), ΣG težina dizalice sa teretom, d i rastojanje i-tog vertikalnog točka od sredstva za vođenje na kojoj se javlja sila zakošenja, n broj vertikalnih točkova po stranama dizalice, h rastojanje trenutnog pola od sredstva za vođenje, koji je u dodiru sa šinom Sile usled zakošenja prema EN 15011, [3] Postupak, koji je prikazan u ovom standardu sadrži slične pretpostavke kao [2], s tim da prema datom opisu za proračun treba uzeti taj položaj kolica, kada se generišu najveće sile od zakošenja (za dizalicu sa nezavisnim pogonima to je kraj raspona). Odgovarajući proračunski model dat je na slici 3. Slika 3. Proračunski model prema EN most dizalice; 2 - kolica Važno je naglasiti da se radi o istom modelu koji je dat u [2], samo je tok proračuna izmenjen i uveden je niz pomoćnih veličina, koji su detaljnije opisani, ali i u ovom 1506

15 slučaju se uzimaju u obzir bočna pomerljivost, povezanost točkova i sl. Kao što će se videti u 3.4, prema EN se dobijaju isti rezultati kao i na osnovu proračuna u [2]. Sila od zakošenja definisana je kao: ( ) Y = μ S S b (3) F f d uz to da se koeficijent klizanja μ f računa se na isti način kao i f u 3.1. Pomoćne veličine S, S d i b zavise od vertikalnih opterećenja točkova dizalice, rastojanja d j, povezanosti točkova, raspona itd Pregled rezultata proračuna (formirajući na taj način relativno krutu celinu), lepljenje mernih traka na same šine ne bi davao rezultate. Bočni nosači dizalice su zbog malih dužina i zavarenih ukrućenja takođe ojačani, pa nastale male deformacije konstrukcije ne bi dovoljno dobro reprezentovale realno stanje. Zbog ovih razloga sistem vođenja dizalice je rekonstruisan i ulogu "vođenja" preuzeli su postavljeni sklopovi sa horizontalnim točkovima (slika 4), koji se nalaze na jednoj strani dizalice. Vertikalne noseće osovine horizontalnih točkova izrađene su ujedno i kao davači sila sa nalepljenim mernim trakama (vezani u pun Wheatstone-ov most) i baždareni su na kidalici do opterećenja 10 kn. Na osnovu prethodno spomenutih standarda određivane su brojčane vrednosti sila zakošenja za jednogredu mosnu dizalicu, koja se nalazi u Laboratoriji za mašinske konstrukcije, transportne i građevinske mašine u krugu Fakulteta tehničkih nauka. Osnovni podaci o dizalici dati su u tabeli 1. Tabela 1. Osnovni podaci o jednogredoj mosnoj dizalici Nosivost 3,2 t Raspon 8910 mm Osno rastojanje točkova mosta 1520 mm Osno rastojanje horizontalnih točkova 1870 mm Masa mosta 1,3 t Masa kolica 1,15 t Sistem uležištenja točkova IFF-IFF Da bi računski rezultati (tabela 2) bili uporedljivi sa izmerenim vrednostima (vidi tačku 4), sile su računate za različite mase tereta (500, 1000 i 2800 kg), koje se poklapaju sa masama tegova, koji su korišćeni tokom eksperimenta, odnosno razmatran je i slučaj kada dizalica radi sa praznom kukom (tj. masa tereta je jednaka nuli). Tabela 2. Pregled izračunatih vrednosti sila zakošenja Mase tereta, kg Prema [1], kn Prema [2, 3], kn 0 0,95 2, ,2 2, , ,32 4,62 Treba još napomenuti da su računate i prikazane najveće vrednosti, tj. za te položaje kolica, koji su prema navedenim standardima merodavni (kada nastaju najveće sile od zakošenja). 4. EKSPERIMENTALNO ODREĐIVANJE OPTERE- ĆENJA USLED ZAKOŠENJA a) b) Slika 4. Horizontalni točkovi za vođenje sa davačima sila: a) CAD model; b) izrađeni sklop Zazori između šina i horizontalnih točkova su podešeni tako da budu manji nego što su između venaca točkova i šine, a pri tome ispoštovane su preporuke prema [3]. Naravno, ostavljena je mogućnost podešavanja ovih zazora pomoću distantnih limova. Sastavljeni sklopovi davača sa mernom opremom postavljeni su na dizalicu (slika 5), a upravljanje mernim pojačalom Spider 8 i prenosivim računarom realizovano je preko bežične veze i pomoćnog računara u laboratoriji. Ruter Spider 8 + PC Enkoder Davači sila Eksperiment za određivanje sila zakošenja u realnim, eksploatacionim uslovima realizovan je sa ciljem da se oceni adekvatnost proračunskih modela i na osnovu izmerenih vrednosti, eventualno da se utvrdi zakonitost promene ovih opterećenja u horizontalnoj ravni. Na vertikalnim točkovima sa vencima, sa raspoloživom mernom opremom nije bilo moguće meriti sile, a pošto su šine za nosač staze zavarene na suviše malim rastojanjima 1507 Slika 5. Davači sila i merna oprema postavljena na dizalicu Sa vratilom pogonskog točka preko male elastične spojnice povezan je enkoder da bi se dobio zapis sile i po pređenom putu dizalice. Primarni značaj ima pre svega vremenski zapis promene sile, a da bi se dobila što kompletnija slika o vrednostima i karakteru opterećenja, merenje je tri puta ponavljano za iste režime i parametre.

16 Davači su numerisani, a varirane parametre čine: - masa tereta, - položaj kolica (slika 6), - pravac kretanja dizalice i - napajanje asinhronih kaveznih motora pogona kretanja dizalice (direktno ili preko naponsko-frekventnog pretvarača). Vremenski zapisi govore o stohastičkoj promeni sila na sredstvu za vođenje (slika 9), pa za detaljniju analizu potrebna su dalja istraživanja i variranje većeg broja parametara. kl_g_n_001.bin) kl 001 bi ) Slika 9. Stohastička promena sile usled zakošenja Slika 6. Raspored davača sila, merodavne pozicije kolica i smerovi kretanja dizalice Tok eksperimenta dobro ilustruje i slika 7 na kojoj je prikazano kretanje dizalice sa podignutim teretom mase 1000 kg u srednjem položaju kolica. Prilikom kretanja sa napajanjem preko frekventnog pretvarača, promena sila je mnogo ravnomernija. Vremenski zapisi registrovanih sila liče jedan na drugi, a na nekim delovima su zabeleženi nagli skokovi, koji govore o postojećim nepravilnostima šinske staze (spoj šine, zavar i slično). Maksimalne vrednosti registrovanih sila sa svim masama tereta, napajanjem sa i bez frekventnog pretvarača prikazane su u tabeli 3. Tabela 3. Maksimalne izmerene vrednosti sila zakošenja Masa tereta, kg Sila (U/f), kn Sila (mr.), kn 0 2,63 1, ,65 2, ,84 2, ,25 3,88 Napomena: U/f - napajanje motora preko frekventnog pretvarača, mr. - napajanje motora direktno iz mreže Slika 7. Kretanje dizalice sa teretom mase 1000 kg - kolica na sredini raspona Izmereni zapisi sa merenja obrađeni su u softveru Catman Easy. Najveća izmerena vrednost sile iznosi 5,74 kn i dobijena je pri kretanju dizalice sa masom tereta 2800 kg, pri čemu su pogonski motori napajani direktno iz mreže. Kako sila naglo raste i nastala je na samom početku kretanja, može se konstatovati da je u pitanju sila od inercije pri ubrzanju (slika 8) ssz01 (m2800_kl_g_n_001.bin) 5. ZAKLJUČAK Na osnovu rezultata, koji su dobijeni prema opisanim računskim postupcima i modelima u standardima [1, 2, 3] može se zaključiti da su vrednosti sila zakošenja približno dva puta veće prema novim propisima [2, 3], nego što daje povučen JUS. Eksperiment takođe potvrđuje da su sile u eksploatacionim uslovima veće nego računske prema [1] i da su proračunski modeli prema EN mnogo bolji. Međutim, zbog uticaja mnoštva parametara na zakošavanje potrebna su dalja istraživanja i radi dobijanja realnije slike o silama zakošenja i dejstvima na noseću konstrukciju i stazu, potrebno je analizirati učestalost pojavljivanja sila zakošenja određenih intenziteta LITERATURA put (m2800_kl_g_n_001.bin) [1] JUS M. D1. 050: Industrijske dizalice Osnove proračuna čeličnih konstrukcija dizalica, JZS, Beograd, [2] SRPS EN : Bezbednost dizalica-konstrukcija. Dejstva opterećenja, ISS, Beograd, [3] EN : Cranes bridge and gantry cranes, CEN, Brussels, Kratka biografija: Time [s] Slika 8. Vremenski zapis najveće zabeležene sile i dijagram pređenog puta 1508 Miloš Marojević je rođen u Rumi god. Apsolvent je na Fakultetu tehničkih nauka u Novom Sadu na Mašinskom odseku, smer Mehanizacija i konstruktivno mašinstvo.

17 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: 007 PREGLED, SIGURNOSNI UREĐAJI I AUTOMATIZACIJA PRORAČUNA PRETOVARNIH UREĐAJA REVIEW, SAFETY DEVICES AND AUTOMATION OF CALCULATION OF DEVICES FOR RELOADING Vladimir Starčević, Dragan Živanić, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Oblast MAŠINSTVO Kratak sadržaj U radu je dat pregled savremenih uređaja za pretovar rasutog i komadnog materijala. Takođe je dat pregled uređaja za kontrolu rada i praćenje stanja transportnih sredstava pretovarnih uređaja, pre svega trakastog transportera. Program za automatizovani proračun na osnovu koga se može vršiti izbor pretovarnih uređaja je formiran u Microsoft Excel-u. Abstract The paper gives review of modern devices for reloading bulk and bags materials. It also gives review of devices for work controls and monitoring the state of transport means of devices for reloading, primarily belt conveyor. The program for the automated calculation based on which it can be selected of reloading devices was written in Microsoft Excel. Ključne reči: uređaji za pretovar, sigurnosni uređaji, automatizacija proračuna 1. UVOD Roba se na svom putuu u toku transporta od mesta proizvodnje do potrošnje neminovno mora pretovarati, tj. premeštati na relativno kratka rastojanja. Pretovar robe je sastavni deo transportnog lanca i pojavljuje se u svim fazama procesa reprodukcije, kada roba treba da se prebaci sa jednog transportnog sredstva na drugo bilo u industriji, saobraćaju ili distribuciji kako je prikazano na slici 1. Slika 1. Transportni lanac Pretovarno-transportne operacije se javljaju kao međufaza (karika) između spoljašnjeg i unutrašnjeg transporta i to u formi utovara, pretovara i istovara robe. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Jovan Vladić, red..prof PREGLED SAVREMENIH UREĐAJAA ZA PRETOVAR 2.1. Osnovne funkcije, elementi i vrste pretovara S obzirom na stepen mehanizacije i tehnološkog procesa pretovara, mogući su sledeći oblici pretovara: ručni, polumehanizovani, mehanizovani i automatizovanii pretovar. Ručni pretovar predstavlja premeštanje tereta isključivo ljudskom snagom uz korišćenjee pomoćnih oruđa (poluga, lopata, ručna kolica, koturače, vitla, čekrci i ručna dizalica). Polumehanizovan pretovar se ostvaruje tako što se jedan deo manipulacija vrši ljudskom snagom a drugi mehaničkom energijom. Kod mehanizovanog pretovara sve manuelnee operacije su mehanizovane a čovek samo upravlja mehanizacijom. Automatizovani pretovar je najviši stepen mehanizacijee uz pomoć automata, gde čovek samo zadaje potrebnee informacije-naredbe i nadzire rad mašine. U nastavku je izvršena sistematizacija savremenih uređajaa za pretovar. Ovi uređaji se mogu podeliti na osnovu dva kriterijuma: 1. Prema vrsti transportnih sredstava u koje se materijal pretovara i nakon toga transportuje se dele na: uređaje za pretovar brodova i barži (vodeni saobraćaj), uređaje za pretovar vagonaa (železnički saobraćaj), uređaje za pretovarr kamiona (drumski saobraćaj) i mobilne uređajee za pretovar (vodeni, železničkii i drumski saobraćaj). 2. Prema vrsti materijala koji se transportuje delee se na: uređaje za pretovar rasutog i uređaje za pretovar komadnog materijala Uređaji za pretovar brodova i barži Ove vrste uređaja su dizajnirane za utovar skoro svih vrsta rasutih materijala, a takođe su pogodni za sve vrste barži (brodova). Utovaranje se vrši mehanički: teret može da se transportuje preko utovarne strele sa teleskopskom cevi pomoću koje se materijal gravitaciono istovara u brod. Utovarna strela je montirana tako da ima mogućnost obrtanja oko vertikalne ose. Teleskopska utovarna cev može biti opremljena sa slobodnom glavom za utovar (trakasti bacač) ili bez nje. Kombinacija teleskopskog utovarivača na obrtnoj streli omogućava kontinualan i jednostavan utovar rasutog materijala u brodove pri čemuu je omogućen prisup i utovar u sve delove barži (broda) bez pomeranja utovarnog uređaja. Na slici 2. je dat primerr uređaja za utovar rasutog materijala u brodove.

18 2.4. Uređaji za pretovar kamiona Uređaj sa slike 6. utovara komadni materijal automatski po unapred zadatom rasporedu. On predstavlja efikasan sistem utovara materijala koji su pakovani u vreće. Slika 2. Uređaj za utovar rasutog materijala Kontejneri se utovaraju u brodove velikim obalskim dizalicama. Slika 3. prikazuje utovareni brod sa kontejnerima. Slika 3. Utovareni brod sa kontejnerima 2.3. Uređaji za pretovar vagona Stanica za utovar vagona, slika 4., teži povećanju efikasnosti utovara i maksimalnom iskorišćenju nosivosti vagona. To se postiže preciznim utovarnim sistemom od tri sekcije koje se nalaze u silosu. Slika 6. Utovar komadnog materijala 2.5. Mobilni uređaji za pretovar rasutog materijala Mobilni uređaji za pretovar se mogu koristiti za istovar odnosno utovar različitih transportnih sredstava. Zahvaljujući specijalno dizajniranom usisnom uređaju i snažnom turbo kompresoru koji proizvodi podpritisak na strani usisavanja, rasuti materijal se meša sa vazduhom i na taj način se prenosi kroz cevi do mašine, slika 7. Slika 7. Mobilni uređaj za pretovar Slika 4. Stanica za utovar vagona Za automatizovani istovar materijala iz vagona koriste se tzv. vagonski prevrtači, slika PREGLED UREĐAJA ZA KONTROLU I PRAĆENJE RADA TRANSPORTNIH SREDSTAVA U OKVIRU PRETOVARNIH UREĐAJA U cilju povećanja pouzdanosti rada pretovarnih transportnih sredstava, neophodno je praćenje osnovnih parametara (brzina, kapacitet) i stanja pojedinih elemenata. Da bi se omogućilo praćenje rada, potrebno je primeniti određene sigurnosne i kontrolne uređaje uz mogućnost odgovarajućeg monitoringa. Na slici 8. je prikazan trakasti transporter, koji je kao što je rečeno u prethodnom poglavlju često transportno sredstvo u okviru pretovarnih uređaja, sa pojedinim mernim i sigurnosnim komponentama. U nastavku će biti prikazane osnovne sigurnosne i kontrolne komponente transportera (merači brzine, davači temperature, pokazivači nivoa, induktivni senzori, kontroleri položaja,...), njihove najvažnije karakteristike i mogućnosti primene. Slika 5. Uređaj za istovar rasutog materijala iz vagona na bočnu stranu 1510

19 Slika 8. Trakasti transporter sa pojedinim mernim i sigurnosnim komponentama, 1-temperaturni senzor ili davač brzine obrtanja bubnja, 2-senzor podešenosti trake, 3-davač brzine trake, 4- sigurnosni uređaj sa užetom 3.1. Senzori podešenosti trake Kontaktni senzor (touchswitch) je elektromehanički granični prekidač koji nema pokretnih delova, slika 9. Detektuje bočno pomeranje trake ili bubnjeva kod trakastih transportera i elevatora. Slika 9. Senzori podešenosti trake 3.2. Uređaji za merenje protoka Da bi se izmerio protok rasutog materijala koji se transportuje trakastim transporterom koriste se transportne vage. Težina materijala se meri za određenu dužinu transportera koja se nalazi iznad mernih ćelija koje su smeštene u valjčanom slogu transportera, slika 10. MERNE ĆELIJE Slika 10. Valjčani slog sa uređajem za merenje težine 3.3. Sigurnosni uređaji sa užetom Sigurnosni uređaj sa užetom (pullswitch), slika 11, je pouzdan uređaj koji u slučaju iznenadnih događaja ručnim dejstvom i zatezanjem užeta automatski prekida rad trakastog transportera. Najčešće je čelično uže obloženo PVC-om, tako da elastični provodnici spojeni između prekidača obezbeđuju laku instalaciju i kontinualno sigurnosno zaustavljanje pristupom na bilo kom delu duž trase transportera. Sigurnosni uređaji sa užetom se postavljaju na približno svakih 100 metara. Slika 11. Sigurnosni uređaj sa užetom 3.4. Uređaj za detekciju preopterećenja trakastog transportera Pomoću uređaja za detekciju preopterećenja se na jednostavan način može uočiti preopterećenje trakastog transportera, slika 12. Slika 12. Uređaj za detekciju preopterećenja Uređaj se sastoji od: gumenog valjka, mehanizma za aktiviranje prekidača i opruge. Ceo uređaj se postavlja na noseću konstrukciju trakastog transportera tako da se gumeni valjak postavi ispod trake trakastog transportera. Gumeni valjak je u stalnom kontaktu sa trakom. Usled preopterećenja trakastog transportera dolazi do pomeranja gumenog valjka na dole a samim tim do sabijanja opruge i do aktivacije prekidača posredstvom mehanizma koji je u direktnoj vezi sa gumenim valjkom i oprugom. 4. PRORAČUN I IZBOR TRANSPORTNIH SREDSTAVA ZA PRETOVAR RASUTOG MATERIJALA U LUKAMA U ovom delu će se prikazati osnove proračuna i izbora transportnih sredstava za pretovar rasutog materijala u lukama. Kod proračuna za istovar rasutih materijala iz brodova (barži) prvo je rađen deo proračuna kojim se bira uređaj za istovar materijala na osnovu zahtevanog paraciteta, a potom su rađeni proračun i izbor transportnih sredstava (trakasti transporter, kamion, vagon) kojima se vrši transport istog materijala do skladišta ili mesta za utovar u sredstvo spoljnjeg transporta. Sa druge strane, kod utovara u brodove najpre se proračunavaju transportna sredstva, a potom se vrši proračun i izbor utovarnog uređaja Opis proračuna u programu Microsoft Excel Određivanje uređaja za istovar U formiranom programu su ulazni podaci M (količina materijala za pretovar), t (predviđeno vreme za pretovar), k v (koeficijent iskorišćenja vremena pretovara) i k p (koeficijent neravnomernosti pretovara), koji se unose ručno u polja označena žutom bojom, slika 13. Slika 13. Ulazni podaci 1511

20 Na slici 14. je prikazano kako se bira vrsta transportnog materijala koja se usvaja iz padajućeg menija, nakon čeka se na mestima gde se koriste u proračunu menjaju karakteristike koje odgovaraju usvojenom materijalu (gustina, ugao prirodnog pada, maksimalno dozvoljeni nagib transportera). potreban broj kamiona za utovar na čas kao i ukupan broj kamiona za predviđeno vreme za pretovar, slika 17. Slika 14. Odabir vrste materijala Na osnovu ovih podataka izračunavaju se potreban tehnički i eksploatacioni kapacitet istovarnog uređaja. = h (1) = h (2) Na osnovu dobijenih vrednosti se usvaja određeni uređaj za istovar iz tabele koju čine svi raspoloživi uređaji za istovar, nabrojani u poglavlju 2, slika 15. Slika 15. Automatsko usvajanje pretovarnog uređaja Proračun i izbor trakastog transportera Izbor trakastog transportera se vrši na osnovu približnog proračuna. Na slici 16 je prikazan segment proračuna Slika 17. Proračun kamiona za pretovar 5. ZAKLJUČAK U ovom radu je dat pregled savremenih uređaja za pretovar. Izvršen je pregled uređaja za kontrolu i praćenje rada transportnih sredstava u okviru pretovarnih uređaja, a pre svega trakastog transportera. U radu je prikazan postupak proračuna i izbora pretovarnih uređaja, kao i transportnih sredstava - trakastog transportera i vozila spoljnjeg transporta (vagon ili kamion). U cilju automatizacije proračuna, u Microsoft Excel-u je formiran korisnički program namenjen proračunu osnovnih parametara i izboru pretovarnih uređaja, gde se nakon unosa osnovnih parametara korisniku pruža mogućnost izbora pretovarnih uređaja koji zadovoljavaju zadate kriterijume. 6. LITERATURA [1] Vladić, J.: Mehanizacija i tehnologija pretovara, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, 2005., [2] Georgijević, M.: Pretovar kontejnera, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, 2008., [3] Vladić, J., Živanić, D., Đokić, R.: Monitoring and Work Controls of Belt Conveyors, I International conference on Thermal Power and Sustainable Development, TENOR 2010, Ugljevik, 2010., str , [4] Časnji, F.: Mehatronika motora i drumskih vozila, skripta, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, 2011.,. Kratka biografija: Vladimir Starčević je rođen u Novom Sadu god. Diplomski-master rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Mašinstva Mehanizacija i konstrukciono mašinstvo odbranio je god. Slika 16. Proračun karaktertika trakastog transportera Proračun kamiona za utovar Kod ovog proračuna se kao polazni podaci unose: t ik (maksimalno vreme između utovara kamiona), k b (koeficijent iskorišćenja prostora u bunkeru), N (nosivost kamiona) kao i veličine koje su prethodno definisane. Proračunom se dobija potrebna zapremina bunkera, Mr Dragan Živanić je rođen god. u Sr. Mitrovici. Diplomirao i magistrirao je na Fakultetu tehničkih nauka gde je trenutno zaposlen kao asistent. 1512

21 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad ZALET PUMPE PUMP START - UP Dragan Vignjević, Dušan Uzelac, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Oblast HIDRAULIKA Kratak sadržaj Rad analizira neustaljeno strujanje izazvano zaletom pumpe. Izveden je matematički model zaleta centrifugalne pumpe i primenjen je na konkretan cevovodni sistem. Rezultati simulacije prikazani su u vidu grafika. Abstract This paper analyzes transient characteristics during pump start up period. The matematical model for centrifugal pump is develop and and transients during pump start up is simulated. Results are presented in graphic form. Ključne reči: Centrifugalne pumpe, Zalet pumpe, Neustaljeno strujanje 1. UVOD Zalet pumpe je prelazni režim rada pumpe kroz koji pumpa iz stanja mirovanja dolazi do ustaljenog režima rada. Tokom tog perioda naglo se menjaju brzine obrtanja, momenti i snage. U ovom radu izveden je matematički model zaleta centrifugalne pumpe pogonjene električnim motorom, na osnovu kog je urađena simulacija zaleta pumpe za slučaj kada pumpa transportuje fluid u cevovod preko nepovratne klapne i u slučaj zaleta pri kom je ventil na potisu pumpe zatvoren da bi se nakon zaleta pumpe postepeno otvorio. Takođe je urađena i simulacija zaleta pomoću soft startera koji omogućuje tzv meki start. 2. FIZIČKI MODEL ZALETA PUMPE Na slici 1. prikazan je jednostavan pumpni sistem koga čine usisni rezervoar, usisni cevovod, pumpa koju pogoni električni motor, nepovratna klapna, potisni cevovod i potisni rezervoar. Slika1. Pumpni sistem Električni motor koji je direktno priključen na mrežu zaleće se veoma brzo. Vreme zaleta motora kreće se od 0,1 sekunde za motore manje snage i 1 ili više sekundi za motore veće snage. Pri zaletu momentu motora suprotsta- NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Dušan Uzelac, red. prof UDK: vlja se hidraulički moment pumpe. Kako bi motor zaleteo pumpu moment motora mora u svakom trenutku biti veći od hidrauličkog momenta. Motori prilikom starta povlače višestruko veću struju od nominalne, pa se kod motora većih snaga koristi neki od načina za smanjenje struje u polazu. Fluid u cevovodu se usled inercije ne može ubrzati u istom vremenu kao i pumpa. Zbog toga vreme dostizanja nominalnog protoka varira od nekoliko sekundi za manje sisteme do minut ili više za veće sisteme. Za sistem sa slike 1 pumpa prvo mora da nadvisi statički pritisak iza klapne da bi se klapna mogla otvoriti. Nakon toga, dolazi do sabijanja fluida nizvodno od klapne i do pozitivnog talasa koji se prostire kroz cevovod. Posle nekoliko skokovitih promena, od kojih je svaka sledeća manja zbog povećanja uticaja trenja, uspostavlja se ustaljeno strujanje. 3. MATEMATIČKI MODEL ZALETA U toku zaleta pumpe potrebno je odrediti vrednosti broja obrtaja, hidrauličkog momenta, protoka i piezometrijskih kota u cevovodima. Strujanje u cevi prečnika d može se opisati sledećim uprošćenim jednačinama ako se pretpostavi da je jednodimenzionalno, da su promene gustine tečnosti male, da su zidovi cevi linearno elastični, ali da su deformacije prečnika cevi male, da je koeficijent otpora trenja konstantan tokom prelaznih režima: gde su: H [m] piezometrijska kota ν [m/s] brzina x [m] rastojanje duž osovine cevi α [ ] ugao koji osa cevi zaklapa sa horizontalom t [s] vreme a [m/s] brzina prostiranja talasa g [m/s 2 ] ubrzanje zemljine teže d [m] prečnik cevi [-] keficijent trenja Gornji izrazi su jednačina kontinuiteta i jednačina količine kretanja. Radi se o sistemu dve parcijalne diferencijalne jednačine hiperboličkog tipa, koje treba prethodno prevesti u poseban oblik običnih diferencijalnih jednačina, karakterističan oblik, pa ih tek onda aproksimirati konačnim razlikama. Na taj način, nakon sređivanja dobija se sistem algebarskih jednačina: (1) (2)

22 gde su: (8) Uvrštavanjem (5), (8) i (9) u (7) dobija se kvadratna jednačina koja se rešava po Q P : (9) Q [m 3 /s] - protok A [m 2 ] površina poprečnog preseka cevi Jednačina (1) je jednačina pozitivne karakteristike a (2) jednačina negativne karakteristike. Na osnovu ovih jednačina računaju se piezometrijske kote i protoci u presecima duž cevi. Promena obrtaja računa se iz jednačine: gde su: n [1/min] broj obrtaja u prethodnom vremenskom trenutku M m [Nm] moment motora M h [Nm] hidraulički moment J [kgm 2 ] moment inercije obrtnih delova pumpe i motora t [s] vremenski korak Hidraulički moment i moment motora aproksimiraju se vrednostima iz prethodnog vremenskog trenutka. Karakteristike napora i hidrauličkog momenta pumpe u zavisnosti od protoka pri nominalnoj brzini obrtanja mogu se aproksimirati jednačinama: (3) (4) gde su a 1, a 2, a 3, b 1, b 2, b 3 konstante koje se određuju iz krive napora i momenta u zavisnosti od protoka pri nominalnom broju obrtaja. Prema zakonu sličnosti je: 4. SIMULACIJA ZALETA CENTRIFUGALNE PUMPE Za sistem sa slike 1 i za pumpu poznatih karakteristika koju pogoni motor poznatih karakteristika urađena je simulacija zaleta u programu MATLAB. Prilikom starta motora koji je direktno priključen na mrežu usled velike razlike momenta motora i hidrauličkog momenta dolazi do veoma brzog zaleta motora tj pumpe. U trenutku kada se momentna karakteristika motora i pumpe izjednače pumpa postiže konačnu brzinu obrtanja. Fluid u cevovodu se usled inercije ne može zaleteti istom brzinom kao pumpa pa će hidraulički moment dostići svoju konačnu vrednost tek kada i protok dostigne konačnu, ustaljenu vrednost. Na slici 2 prikazana je promena hidrauličkog momenta i momenta motora prilikom zaleta u zavisnosti od broja obrtaja. Na slici 3 prikazana je promena broja obrtaja u toku zaleta. Vreme dostizanja radne brzine obrtanja je oko 0,7 sekundi. Ukoliko se usvoji da se vrednosti označene indeksom 1 odnose na vrednosti pri nominalnoj brzini obrtanja a pod indeksom 2 na vrednosti pri brzini obrtanja u tekućem vremenskom trenutku jednačine sličnosti postaju: Slika 2. Promena hidrauličkog momenta i momenta motora Sada se iz jednačina (3), (4) i (5) mogu dobiti jednačine koje opisuju promenu momenta i napora u zavisnosti od protoka i broja obrtaja. Nakon sređivanja te jednačine glase: (5) (6) gde su: w P = n P /n n odnos trenutnog broja obrtaja i nominalnog broja obrtaja obrtaja w P = n P /n n odnos trenutnog broja obrtaja i nominalnog broja obrtaja obrtaja Energijska jednačina pumpe glasi: (7) gde su H p1 i H p2 jednačine pozitivne i negativne karakteristike za usisnu i potisnu deonicu: 1514 Slika 3. Promena broja obrtaja Na slikama 4-7 prikazane se promene pritiska i protoka ispred nepovratne klapne i na sredini cevovoda. Zbog veoma brzog zaleta pumpe u cevovodu dolazi do hidrauličkog udara. Na slici 8 prikazano je kretanje radne tačke u toku zaleta pumpe zelenom bojom, karakteristika pumpe pri nominalnom broju obrtaja prikazana je crvenom isprekidanom linijom, karakteristika pumpe pri radnoj brzini obrtanja data je crvenom punom

23 linijom, karakteristika cevovoda pri ustaljenom strujanju data je plavom linijom. Centrifugalne pumpe najčešće se startuju sa zatvorenim potisnim ventilom. Nakon što se pumpa zaleti lagano se otvara potisni ventil čime se obezbeđuje bezudarni start. Uzeto je da je vreme otvaranja ventila 60 sekundi. Promene protoka i pritiska date su na slikama Sa slika se vidi da promene pritiska u potisnom cevovodu nisu skokovite kao u prethodnom slučaju zbog čega je ovakav način startovanja centrifugalne pumpe i poželjan. Slika 4. Pritisak ispred nepovratne klapne Slika 9. Pritisak ispred nepovratne klapne Slika 5. Protok ispred nepovratne klapne Slika 10. Protok ispred nepovratne klapne Slika 6. Pritisak na sredini cevovoda Slika 11. Pritisak na sredini cevovoda Slika 7.Protok na sredini cevovoda Slika 12. Protok na sredini cevovoda Slika 8. Kretanje radne tačke u Q H dijagramu 1515

24 Slika 13. Kretanje radne tačke u Q H dijagramu Motori prilikom starta povlače višestruko veću struju od nominalne. To je posebno problem za motore velikih snaga zbog čega se retko priključuju direktno na mrežu umesto toga koriste se neki od načina za smanjenje polazne struje. U nastavku je data simulacija zaleta pumpe ukoliko se motor startuje pomoću softstartera SIRIUS Softstarter 3RW44546BC44 proizvođača Siemens. Slika 14. Promena broja obrtaja Prilikom pokretanja motora pomoću softstartera dolazi do smanjenja momenta motora usled čega će motoru biti potrebno nešto više vremena da se zaleti. To je u ovom slučaju 5 sekundi. Na slici 14 data je promena brzine obrtanja. Na slici 15 data je promena hidrauličkog momenta i momenta motora u zavisnosti od broja obrtaja. Slika 15. Hidraulički moment i moment motora Slika 17. Pritisak na sredini cevovoda Na slici 16. prikazana je promena pritiska ispred nepovratnog ventila, a na slici 17. promena pritiska na sredini potisnog cevovoda. 5. ZAKLJUČAK Na osnovu matematičkog modela zaleta pumpe moguće je predvideti opasnosti od pregrevanja motora i hidrauličkog udara. Ako one postoje moraju se preduzeti mere da se opasnosti otklone. Da ne bi došlo do pregrevanja motora naročito kod motora većih snaga treba koristiti neki od načina za smanjenje struje u polazu. Ovakav način zaleta ima i pozitivan efekt na smanjenje udara pri startu pumpe. Pri tome treba obratiti pažnju da zalet ne traje predugo kako ne bi došlo do preopterećenja motora. Ako postoji opasnost od hidrauličnog udara razmotriti zalet sa zatvorenim ventilom na potisu, koji se preporučuje naročito kod centrifugalnih pumpi. 6. LITERATURA [1] Dušan Uzelac, Pumpne i kompresorske stanice - autorizovana predavanja, Univerzitet u Novom Sadu, Fakultet tehničkih nauka, 2008 [2] Marko V. Ivetić, Računska hidraulika Tečenje u cevima, Građevinski fakultet univerziteta u Beogradu, Beograd, 1996 [3] Slobodan Tašin, Neustaljeno tečenje u cevima interna skripta za studente, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, 2009 [4] E. Benjamin Wylie, Wictor i. Streeter, Fluid transients, McGraw Hill Inc., New York, 1978 Kratka biografija: Dragan Vignjević rođen je u Odžacima god. Diplomski master rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Mašinstvo Energetika i procesna tehnika odbranio je god. Dušan Uzelac rođen je u Velebitu godine. Doktorirao je god. a izabran u zvanje redovnog profesora godine. Šef je Katedre za mehaniku fluida i hidropneumatske sisteme na Departmanu za energetiku i procesnu tehniku Fakulteta tehničkih nauka iz Novog Sada. Slika 16. Pritisak ispred nepovratne klapne 1516

25 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad ISPITIVANJE ZAVARENOG SPOJA TITANA TESTING OF WELDED JOINTS OF TITANIUM Dejan Pilipović, Katarina Gerić, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Oblast MAŠINSTVO Kratak sadržaj Tehnički čist titan 99,8 % predstavnik je savremenih materijala koji se sve više koristi u procesnoj, hemijskoj, građevinskoj, medicinskoj i vojnoj industriji, a sve više koristi se i u kosmičkim programima. Zbog njegovog strateškog značaja tehnički čist titan odlikuje specifičan odnos čvrstoće i težine, jer titan ima jako malu težinu a visoku čvrstoću, što je potpuno suprotno od čelika. Tehnički čist titan ima izuzetnu otpornost na nastajanje korozije. Svrha ovog rada je da se eksperimentalnim putem odredi optimalni režim zavarivanja tehnički čistog titana. Zavarivanje će se izvoditi sa TIG postupkom u zaštitnoj atmosferi inertnog gasa argona čistoće 99,5%. U radu će biti prikazani rezultati ispitivanja mehaničkih osobina osnovnog materijala i zavarenog spoja, i pregled tvrdoće osnovnog materijala i šava kao i pregled karakterističnog loma. Abstract Technical 99.8% pure titanium is representative of modern materials that are increasingly used in processing, chemical, construction, medical and defense industries, and increasingly used in the space program. Because of its strategic importance, technically pure titanium is characterized by a specific strength to weight ratio, because titanium has a very low weight and high strength, which is completely opposite of steel. Technically pure titanium has excellent resistance to corrosion formation. The purpose of this study is to experimentally determine the optimal mode of welding technically pure titanium. Welding will be done with the TIG welding in protective atmosphere of inert argon gas purity 99.5%. The presents the results testing of mechanical properties of the base material and welded joints, and review of the hardness of base metal and weld metal and an overview of typical fractures.. Ključne reči: Tehnički čist titan, primena, zavarivanje, TIG, ispitivanje, mehaničke osobine, lom, skenirajući elektronski mikroskop ( SEM ). 1. UVOD Titan je pronađen davne 1791 godine, a njegova zvanična primena u industriji počela je godine. Titan je četvrti po redu metal koji se nalazi u zemljinoj kori u zastupljenosti od 0,86 % odmah posle aluminijuma, gvožđa i magnezijuma. Titan se u prirodi ne nalazi u slobodnom obliku, već se nalazi kao oksid u vidu jedinjenja FeTiO 3 ( kao rutil ). NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je prof. dr Katarina Gerić UDK: Tehnički čist titan kao jedan od najsavremenijih materijala našao je naročito primenu u procesnoj, hemijskoj, građevinskoj, medicinskoj, vojnoj i vazduhoplovnoj industriji ali i u kosmičkim programima. Titan je materijal koji je nezamenljiv u termoelektranama za izradu termoizmenjivača i lopatice stacionarnih turbina koji su izloženi velikim silama dejstvu fluida. Treba napomenuti da je TČ titan biokompatibilan materijal, što znači da ga ljudski organizam ne odbacuje, te se upotrebljava za veštačke kukove, zubne proteze, elemente delova za kardiovaskularne sisteme i ostalo. 2. SAVREMENA PROIZVODNJA TEHNIČKI ČISTOG TITANA Tehnološki proces dobijanja titana je vrlo složen i dugotrajan, zbog toga je on po ceni i do 15 puta skuplji od aluminijuma i drugih legura. Dobija se iskopavanjem peska u koritama reka zatim se ta mešavina uvlači u specijalni vodeni silos, koji se naziva vlažni mlin gde se vrši ekstraktovanje odnosno izdvajanje teških crnih delova rude rutila i ilmenita i prljavština, tako što usled velike težine oni padaju na dno. Posle grubog prečišćavanja, dalje se prečišćava u suvom mlinu, gde se elektrostatički separator koristi da bi razdvojio rudu ilmenita od drugih delova metala koji su prisutni. Rude rutila ili ilmenita koje u sebi sadrže titan, imaju u proseku maksimalnu čistoću samo 60 %, a često i mnogo manje. Zbog toga da bi se dobio metal pogodan za primenu u mašinskoj industriji, koristi se prečišćavanje koji se zove krolov proces.zagrevanje rude rutila ili ilmenita do 1000 C, a zatim se vrši hlorovanje gasa tzv. hlorizacija gasa da bi se dobilo jedinjenje titan-tetrahlorida TiCl 4. U daljem tehnološkom procesu neophodno je razdvojiti atom titana od 4 atoma hlorida. To je najskuplji deo procesa dobijanja titana, jer da bi se atom titana razdvojio od preostala četiri atoma hlora, mora se uvesti nov skupi metal atom magnezijuma. mešanjem magnezijuma i jedinjenja titan-tetrahlorida ( TiCl 4 ) vrši se zagrevanje na tempreturi od C, što izaziva reakciju magnezijuma sa hlorom i odvajanjem od atoma titana. Posle ispitivanja i provere čistoće titana, komadi su spremni za pretapanje u ingote, kasnije ide na dalju preradu i oblikovanje. 3. TEHNOLOGIJA ZAVARIVANJA TEHNIČKI ČISTOG TITANA TIG POSTUPKOM Zavarivanje tehnički čistog titana ( u daljem tekstu TČ titan) se može izvoditi i tehnologijom zavarivanja sa volframovom netopivom elektrodom tzv. TIG postupak. On se izvodi uz pomoć jednosmerne struje. Zavarivanje materijala debljine 1,5 do 5 mm. Da bi zavareni spoj bio što bolji, neophodno je izvršiti pripremu osnovnog

26 materijala, tako što se otklone sve nečistoće i oksidne opne. Takođe bitno je da zazor između dva sučeone površine bude što manji cca 0,5 mm. Potrebno je obezbediti vatrootpornu ploču sa donje strane šava kako bi se zaštitilo od uticaja atmosfere. Uređaji za TIG postupak se sastoje od: izvora struje, visokofrenkfrentnog jonizatora, pištolja- gorionika, boce sa inertnim gasom i sistemom za upravljanje i hlađenje, papučica za kontrolu creva za prenos argona, adapter, kao što se vidi na slici 1. Tabela 1. Prikaz rezultata ispitivanja osnovnog materijala Ispitivani uzorak Napon tečenja R p0,2% u [ MPa] Zatezna čvrstoća R m [MPa] Izduže nje A u [%] Suženje Z u [%] Epruveta ,8 53 Epruveta ,9 50 Dobijeni podaci o osobinama TČ titana koriste se za proračun i optimalno dimenzionisanje mašinskih elemenata konstrukcija. Na slici 3 prikazan je snimak sile,izduženja i karakterističan lom TČ titana pod uglom od 45, snimljen na mašini. Slika 1. Šematski prikaz uređaja za TIG postupak zavarivanja 4. PLAN EKSPERIMENTA Plan eksperimenta obuhvata rezanje TČ titana na uzorke koji su potrebni radi ispitivanja mehaničkih osobina osnovnog materijala. Zatim se vrši zavarivanje ploče titana raznih dimenzija TIG postupkom u jednostepenoj zaštiti argona visoke čistoće. U cilju procene karakteristike zavarivanja TČ titana vrši se odabir optimalnog režima zavarivanja. Posle zavarivanja vrši se ispitivanje mehaničkih osobina zavarenog spoja na zatezanje. Ispitivanje tvrdoće zavarenog spoja, ZUT-a i na kraju izvršiće se snimanje površine preloma SEM mikroskopom. 4.1 Rezultati ispitivanja mehaničkih osobina osnovnog materijala Ispitivanje mehaničkih osobina vrši se na kidalici WPM 50 kn maks. Da bi se izvršilo ispitivanje mehaničkih osobina, uzorci su pripremljeni kao što je prikazano na slici 2. Izgled i dimenzije epruvete date su na slici 2 Slika 2. Prikaz dimenzija epruveta koje se stavljaju u kidalicu za ispitivanje osnovnog materijala Dobijeni rezultati se mogu videti u tabeli 1: Slika 3. Iscrtani dijagram na mašini SCHENK 4.2 Pripreme izvođenja eksperimenta zavarivanja TIG postupkom Prilikom eksperimenta zavarivanja, rađen je I šav sa prethodnom pripremom fine obrade površina koje se zavaruju (hrapavost (N6)). Temperatura prostorije u kojoj je rađen eksperiment je 15 C, dok je vlažnost vazduha bila 20 %. Zatim vršilo se isecanje dve ploče za zavarivanje na dimenziju 60 x 117 mm. Od ostatka materijala ploče, prave se dve manje ploče, koje će se u eksperimentu upotrebiti za prvo probno zavarivanje u cilju praćenja ponašanja prilikom zavarivanja. Uređaj za TIG zavarivanje koji se koristio u eksperimentu je ISKRA KND 350, korišćena je ThO 2 (torirana-crvena) netopiva elektrode za TIG zavarivanje prečnika 2 mm. Pištolj za zavarivanje ima prečnik 12 mm. Od zaštitne opreme se koriste naočari i stakla za elektrolučne postupke zavarivanja prema standardu SRPS EN 1598 iz 2008 godine. Kao zaštitni gas koristi se argon, čistoće 99, 9 %, kvaliteta Probno zavarivanje u cilju određivanja optimalnog parametra Probno zavarivanje se vrši u eksperimentu radi određivanja optimalnih parametara struje zavarivanja i protoka argona. Probni spoj je sučeoni, vrši se sa gornje i donje strane ThO 2 elektrodom 2 mm. Parametri koji su korišćeni pri probnom zavarivanju su : elektroda ThO 2 2 mm ; jačina struje: 100 A ( za osnovni materijal 2,2 mm); napon električnog luka: 11V Brzina zavarivanja u [m/h] 25 ; zaštita: protok argona 8 l/minuti. Rezultati korišćena ovih parametara dovelo je do nepravilnosti oblika lica i naličja šava, nepravilan ugao prelaza površine šava na osnovni metal, i loše izvedeni 1518

27 nastavci zavara. Zbog velike jačine struje teško se ostvarivao spoj između dve susedne površine, i dolazilo je do povećanja zone uticaja toplote. Zbog toga se vrši promena veličina parametra zavarivanja. U drugoj probi vrši se promena parametara zavarivanja. Parametri zavarivanja : jačina struje: 65 A ( za osnovni materijal 2,2 mm); napon električnog luka: 11V; brzina zavarivanja u [mm/s] 2 ; zaštita: protok argona 18 l/minuti. Može se zaključiti da korišćenjem ovih parametara dobija se šav dobrog kvaliteta sa vrlo malom zonom uticaja toplote. Na osnovu vizuelne kontrole može se videti ujednačen šav konstantne širine tokom cele širine ploče Zavarivanje sučeonih spojeva tehnički čistog titana U toku zavarivanja titana, koristi se ploča od čelika koja ima ulogu da poveže ploču titana na + pol i da spreči prodiranje kiseonika sa druge strane šava kako bi se moglo uopšte i izvršiti spajanje. Na slici 4 prikazan je izgled zavarenog spoja sa dimenzijama šava i ZUT-a. Tabela 2. Prikaz rezultata ispitivanja zavarenog spoja Ispitivani uzorak Zatezna čvrstoća R m [MPa] Napomena Epruveta Lom u šavu Epruveta Lom u osnovnom materijalu Prvi dijagram kod zatezanja epruvete 1 je linearno rastao do tačke 1, gde je dostigao maksimalnu silu 17150N i nagli pad zbog krtog loma. Prikaz loma epruvete 1 nakon kidanja, dat je na slici 6. Tok deformisanja (istezanja) kod epruvete 2 u početnom stadijumu je bio kontinualan i progresivno je rastao sve do tačke 1, nakon toga počinje slabljenje materijala i do blagog rasta krive sve do tačke 2 gde je dostignuta maksimalna sila zavarenog spoja TČ titana. Posle tačke 2 epruveta počinje naglo da se smanjuje i izdužuje. Ubrzo počinje da puca na mestu lokalnog suženja poprečnog preseka. Lom koji je nastao je duktilan. Slika 4. Iscrtani dijagram na mašini SCHENK 4.3 Ispitivanje zavarenog spoja Da bi se testirao zavaren spoj na mehaničke osobine na slici 5 prikazan je plan isecanja uzorka iz zavarene ploče. Slika 6. Prikaz dijagrama zatezanja zavarenog spoja, epruveta 1 i Ispitivanje loma u zavarenom spoju (uzorak 3) Da bi se ispitao lom u zavarenom spoju, neophodno je napraviti suženje poprečnog preseka šava. Uzorak broj 3 je namenjen ispitivanju iniciranog loma na mestu zaverenog spoja. Posmatranje loma vrši se SEM mikroskopom. Na slici 7 su prikazani mikroskopski snimci na mestu preloma. Slika 5 Skica lokacije za vađenje pojedinačnih uzorka iz zavarene ploče za ispitivanje Testiranje se vrši s ciljem korelacije osobina zavarenog spoja sa rezultatima epruvete osnovnog materijala koji nije podvrgnut zavarivanju. Konačni rezultat mehaničkih ispitivanja je da se utvrdi da li se TČ titan može da zavaruje TIG postupkom i koji je kvalitet zavarenog spoja, kao i to da li je lom krtog ili duktilnog karaktera. Postupak ispitivanja se odvija isto kao i za ispitivanje osnovnog materijala, kao što je već napisano u radu. Za ispitivanjem zavarenog spoja na zatezanje koristi se epruveta broj 1 i 2. Dobijeni rezultati se mogu videti u tabeli 3: 1519 Slika 7. Prikaz SEM fotografije a) osnovnog materijala b) zavarenog spoja

28 Na osnovu SEM slike može se zaključiti da lom mešovitog karaktera, odnosno da ima karakterističnu morfologiju loma diktilnog i krtog karaktera. Površina loma sastoji od mnoštvo malih mikro šupljina i uvala. 5. ISPITIVANJE TVRDOĆE (epruveta 4 ) Da bi se procenila mehanička osobina TČ titana i tvrdoća zavarenog spoja, izvršeno je merenje tvrdoće u osnovnom materijalu, ZUT-u i šavu. Ispitivanje tvrdoće vrši se prema Vikers metodi (HV 10 ). Rezultati izmerene tvrdoća su dati u tabeli 3. Tabela 3. Prikaz rezultata ispitivanja tvrdoće na karakterističnim mestima Osnovni Uzorak materijal HV 10 Materijal ZUT-a HV 10 Materij al ŠAV HV 10 Epruveta Na osnovu ispitivanja tvrdoće po celoj dužini uzorka dobijen je dijagram 1 koji prikazuje izmerenu tvrdoću osnovnog materijala, zavarenog spoja i šava. Osnovni materijal Z U T Š A V Dijagram 1. Prikaz izmere tvrdoće na pojedinim mestima u uzorku 6. ZAKLJUČAK Cilj rada je da se na osnovu eksperimentalnog istraživanja dokaže da je moguće zavarivati TČ titan bez dodatnog materijala i sa jednostepenom zaštitom. Time je opravdana upotreba TIG postupka zavarivanja sa ekonomskog stanovišta. Izvršene su mehanička ispitivanja osnovnog i zavarenog spoja, merena je tvrdoća zavarenog spoja i osnovnog materijala i izvršena je SEM analiza površine preloma. Na osnovu svih do sada izvedenih rezultata, moguće je doneti sledeće zaključke. 1. Tehnološki postupak zavarivanja TČ titana TIG postupkom sa jednostepenom zaštitom inertnog gasa argona, je u potpunosti moguća, pri čemu je vrlo važno odabrati optimalan režim zavarivanja. 2. Zatezna čvrstoća kod osnovnog materijala je nešto veća od zatezne čvrstoće zavarenog spoja 3. Pored zaštite argona, drugi bitan parametar je jačina struje zavarivanja. Parametar jačine struje zavarivanja zavisi od debljine ploče i ukoliko je previše velik može dovesti do lepljenja osnovnog materijala za vrh elektrode, samim tim dolazi do skraćivanja radnog veka elektrode Prilikom zavarivanja ploče TČ titana, sa donje strane šava pojavila se plava boju što ukazuje da je zaštita u argonu bila dobra. Idealna boja koja bi trebalo da se dobije je srebrna. 5. Najveća tvrdoća izmerena je u zoni uticaja toplote i u šavu, a najmanja je u osnovnom materijalu. Povećavanje tvrdoće u ZUT-u je manje nego kod nekonvencionalnih postupaka zavarivanja. Pravci daljeg istraživanja trebalo bi ići u smeru ispitivanja uticaja protoka argona na pojavu tvrdoće u ZUT-u. Primena helijuma umesto argona kao zaštitnog gasa, i uporediti dobijene rezultate. Još jedan pravac istraživanja bi mogao da sa nekonvencionalnim postupcima zavarivanja (zavarivanje laserskim zrakom, infrared zavarivanje) dobijene rezultate uporediti sa rezultatima TIG postupka zavarivanja. 7. LITERATURA [1] Gerd Lutjering 'James C. Williams T i t a n i u m Springer, Germany 2003 [2] C. Leyens and M. Peters, Titanium and Titanium Alloys (Fundamentals and Applications) 2003 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim [3] 26. Međunarodno savetovanje proizvodnog mašinstva Jugoslavije Tehnologije zavarivanja tehničkog titana TIG postupkom Brestovački L., Sabo B., Šiđanin L., Dakić J., Novović M. [4] Vlastimir Palić, Bela Sabo, TEHNOLOGIJA ZAVARIVANJA FTN, Novi Sad, 2003 [5] Inženjersko tehnički priručnik» ZAVARIVANJE«4, Rad, Beograd [6] Avram Majstorović Milorad Jovanović»OSNOVI ZAVARIVANJA, LEMLJENJA I LEPLJENJA«Naučna Knjiga,Beograd 1995 [7] STANDARDI U ZAVARIVANJU - spiskovi standarda dobijenih od Instituta za standardizaciju Srbije Kratka biografija: Dejan Pilipović rođen je u Novom Sadu god. Master rad sačinio je na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti proizvodnog mašinstva savremene tehnologije oblikovanja materijala, predmeta Osobine i izbor materijala. Master rad je odbranio juna 2012 godine. Katarina Gerić doktorirala je na Tehnološko - metalurškom fakultetu u Beogradu god., a od god. je u svojstvu redovnog profesora Fakulteta tehničkih nauka u Novom Sadu. Oblasti interesovanja : nauka o materijalima, inženjerski materijali. Učesnica je u 6 projekata, autor i koautor preko 60 radova objavljenih na domaćim i međunarodnim skupovima i časopisima.

29 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: ISTRAŽIVANJE FENOMENA HABANJA REZNIH ALATA SA PVD PREVLAKAMA THE STUDY OF WEAR OF PVD COATED CUTTING TOOLS Danijel Blagojević, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Oblast MAŠINSTVO Kratak sadržaj U ovom radu detaljno je analiziran problem depozicije PVD prevlaka, kao i trendovi koji su prisutni u razvoju novih tipova površinskih slojeva. Analizirani su i fenomeni trenja i habanja u toku procesa rezanja i povezanost ovih parametaraa sa preporučenim tipom površinskih slojeva. Date su preporuke oko izbora optimalne vrste prevlake za konkretan tip alata, zavisno od primene. Opisan je postupak regeneracije površinskih slojeva. U okviru eksperimentalnog dela rada izvršena je analiza oštećenja korišćenih alata, kao i njihov uticaj na kvalitet obrađene površine uzoraka. Ključne reči:rezni alat, rezna ivica, PVD prevlaka Abstract This paper analyzes in detail the problem of deposition of PVD coatings as well as trends that are present in the development of new types of surface layers. Thephenomena of friction and wear during cutting process were analyzed as well as correlation of these parameters with the recommended type of surface layers. Depending on the cutting tool application theree are recommendations on the choice of the optimumtype ofcoating for a particular tool. The procedure for the regenerationn of surface layers is described in this paper. Experimental part of this paper contains analyze of damage of cutting tools used in this experiment as well as their impact on surface quality of machined samples. Keywords:Cutting tool, cutting edge, PVD coating 1. UVOD Trendovi u metaloprerađivačkoj industriji utičuu na trendove razvoja reznih alata. S obzirom na to da mašinski inženjeri konstantno tragaju za novim materijalima koji su lakši, a u isto vreme poseduju bolje mehaničke osobine, konstruktori reznih alata moraju razvijati alate koji mogu obrađivati ove nove materijale sa najvišim mogućim stepenom produktivnosti. Finim podešavanjem kombinacije sastava alatnog materijala, njegove geometrije i zaštitnih prevlaka, proizvođači alata omogućavajuu korisnicima da jednim alatom, još brže, obrade više radnih komada, a sve to sa manjim troškovima proizvodnje. Kako se operacijama obrade metala rezanjem sve više teži ka postizanju boljeg kvaliteta obrađene površine, veza između mikro (priprema rezne ivice) i makro (topografija grudne površine) geometrije reznog alata postaje sve važnija. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Damir Kakaš, redovni profesor Odvođenje strugotine, radni vek alata, tačnost i kvalitett obrađene površine mogu biti značajno poboljšani primenom odgovarajuće kombinacije mikro i makro geometrije alata u vezi sa odgovarajućim supstratom i prevlakom.proces razvoja reznih alata stalan je i interaktivan. Kod alata sa komplikovanom geometrijom pojavljuju se veoma različiti radni uslovi na pojedinim delovima alata, tako da uvek postoji kritičan deo alata koji se prvi pohabaa i dovodi do potrebe da se ceo alat zameni. Primena površinskih prevlaka bitno utiče na kvalitet reznih površina alata, a fenomen trošenja alata drastično se menja kada dođe do uklanjanjaa površinskog deponovanog sloja. Neki tipovi alata mogu da rade sa približno stacionarnim mehaničkim opterećenjem oštrice, a tvrde prevlake u tim slučajevima daju veoma dobre rezultate u pogledu povećanja otpornosti na habanje. Kod glodala, gde se pojavljujuu i udarna opterećenja, mnogo lakše dolazi do oštećenja prevlake, posebno pri ekstremnimm režimima obrade i kod tih alataa se po pravliu dobija kraći eksploatacioni vek. Takođe, rezne ivice na spoljašnjem prečniku alata, kod alata koji rade sa velikim brzinamaa obrade, izložene su mnogo težim uslovima obrade od reznih ivica u blizini centralnee ose alata, pa su i efekti habanja mnogo izraženiji na spoljnjem delu alata. 2. PRIPREMA I TOK EKSPERIMENTALNOG ISPITIVANJA Eksperimentalno ispitivanje bazira se na obradi uzorakaa tupim i oštrim alatom, primenom različitih parametaraa obrade, kako bi se dobio uvid u razliku u kvalitetu obrađene površine usled istrošenosti alata. Dakle, cilj ovog eksperimentalnog ispitivanja jeste shvatanje uticajaa pohabanosti alataa na kvalitet obrađene površine radnog predmeta i značaja pravovremene zamene oštećenog alataa novim. U tu svrhu izvršena je obrada uzoraka od niskougljeničnog čelika na horizontalnom obradnom centru LOLA HMC 500 u preduzeću d..o.o. Tehnika Inđija. Za obradu uzoraka korišćena su dva, po geometrijii i tipu prevlake, potpuno ista rezna alata (čeono glodaloo MM08 F40M R05 sa TiN zaštitnom prevlakom, proizvođača Seco Tools) sa razlikom što je jedan od alataa izbačen iz upotrebe usled dostizanja kritične granice habanja i nemogućnosti postizanja željenog kvalitetaa obrađene površine, dok je drugi korišćeni alat bio nov. U toku eksperimenta izvršeno je variranje parametaraa rezanja (broja obrtaja glavnog vretena i brzine pomaka), a pojedini uzorci obrađeni su tupim i oštrim alatom pri identičnim parametrima. Nakon obrade, hrapavost uzoraka ispitana je pertometromm Mahr Marsurf PS1 posle čega je izvršeno poređenjee srednje i maksimalne visine neravninaa ispitivanih

30 uzoraka. Pored ispitivanja hrapavosti, izvršeno je i snimanje morfologije obrađenih površina uzoraka i površina alata (pohabanog i novog) na stereo i SEM mikroskopu Radni predmet Ispitivani uzorci izrađeni su od niskougljeničnog čelika Č.1221, koji spada u grupu čelika za cementiranje. Hemijski sastav materijala ispitivanih uzoraka dat je u tabeli 1. Epruvete su dimenzija Ø24 mm x 5 mm, a površinska priprema epruveta izvršena je obradom brušenjem. Tabela 1. Hemijski sastav obrađivanog materijala, % [1] C 0,12 0,8 Si 0,40 Mn 0, 30 0,60 P 0,035 S 0, Obradni centar Pripremljeni uzorci obrađeni su na obradnom centru LOLA HMC 500. Oblast brzina radnih hodova za linijske ose je do 5000 mm/min, a brzine u brzom hodu 20 m/min. Maksimalni broj obrtaja glavnog vretena je 6000 min -1 [2] Rezni alat Za potrebe ovog eksperimentalnog ispitivanja korišćeno je čeono glodalo prečnika osam milimetara, sa tri rezne ivice i TiN zaštitnom prevlakom MM08 F40M R05, proizvođača Seco Tools (slika 1.a). Površina ovog alata prvučena je PVD TiN slojem (slika 1.b) za finu i srednjegrubu obradu gloganjem. Alat sa ovom prevlakom namenjen je za obradu glodanjem sa malim pomacima i/ili malim brzinama rezanja. Odličan je za glodanje u uslovima gde postoji opasnost od pojave vibracija i u uslovima primene sredstva za hlađenje i podmazivanje. Preporučljiv je za obradu super legura [3]. Ti(C,N)+(Ti,Al)N+ +TiN (a) (b) Slika 1. Čeono glodalo MM08 F40M R05 [3] 2.4. Sredstvo za hlađenjee i podmazivanje (SHP) SHP korišćeno za potrebe ovog eksperimentalnog ispitivanja jeste sintetička tečnost Biosint 050, proizvođača FAM Kruševac. Biosint 050 je biorazgradivi sintetički koncentrat za formiranje rastvora sa vodom koji obezbeđuje kvalitetno hlađenje, podmazivanje i antikorozivnu zaštitu. Kvalitetno obrađuje površinu srednje i težee obradivih čelika, sivog liva, lakih i obojenih metala. Primenjuje se kod operacija obrade struganjem, glodanjem, bušenjem, razvrtanjem i brušenjem pri karakterističnim uslovima obrade, velikog otpora i visokih temperatura. Osobine ovog reznog fluida date su u tabeli 2. Ovaj koncentratt je za potrebee eksperimentalnog ispitivanja pomešan sa vodom pri koncentraciji od 3% [4]. Tabela 2. Osobine reznog fluida [4] Viskoznost na 40 C Gustina na 20 C ph-vrednost [mm /s] 4,0 [g/ml] 1,040 (5% u vodi) 8, Parametriobrade Obrada uzoraka izvršena je primenom dve različite brzine rezanja, odnosno primenom dve vrednosti broja obrtajaa glavnog vretena (n): 2000 i 4000 o/min. Izvršeno je i variranje brzine pomaka (V f ): 500, 1000 i 2000 mm/min, u kombinaciji sa navedenim brojevima obrtaja glavnogg vretena. Zavisno od kombinacije broja obrtaja glavnogg vretena i brzine pomaka ostvarene su sledeće vrednosti pomaka (f): 0,125, 0,25, 0,5 i 1 mm/o. Dubina rezanja od 0,3 mm održavanaa je konstantnom tokom ispitivanja. 3. REZULTATI EKSPERIMENTALNOG ISPITIVANJA Mehanizmi habanja alata korišćenih u toku ovog eksperimentalnog ispitivanja sumirani su i prodiskutovanii u ovom odeljku. Takođe, izvršeno je i poređenjee hrapavosti površine uzoraka obrađenih oštrim i tupim alatom pri identičnim parametrima rezanja. Tokom procesa rezanja istovremeno se odvijalo nekolikoo mehanizama habanja alata, uključujući adhezivno habanje, uklanjanje zaštitne prevlake, lokalizovanoo odlamanje rezne ivice alata, kao i deformacija rezne ivice usled velike plastične deformacije. Posmatrajući pohaban i nov alat primećeno je nekolikoo vidova habanja alata, uključujući habanje vrha reznog klina alata, odvajanje delova rezne ivice, pojavu krateraa na grudnoj i pojasa habanja na leđnoj površini, kao i pojavu nalepa Mehanizmi habanja tupog alata Na slici 2 dat je prikaz stanja reznih ivica pohabanog alata. Sa slike je vidljivo da su se pojedine rezne ivice različito habale u toku eksploatacije alata. Zaključak do kojeg se dolazi analizom navedene slike jeste da se u slučaju obrade rezanjem, alatima sa više reznih ivica, pojedine ivice ne habaju istim intenzitetom (vrh reznee ivice 1 znatno manje je oštećen u poređenju sa vrhovima reznih ivica 2 i 3, dok je leđna površina rezne ivice 3 znatno manje oštećena u poređenju sa leđnim površinamaa reznih ivica 1 i 2) ). Samim tim, kada jedna od reznih ivica dostigne kritičan nivo pohabanosti, alat se mora zamenitii novim bez obzira na stepen oštećenja ostalih reznih ivica. Slika 2. Prikaz stanja reznih ivica tupog alata

31 Najveće oštećenje pretrpela je rezna ivica 2. Detaljniji uvid u pohabanost reznog vrha ove ivice dat je na slici 3. Dominantan vid habanjaa ove rezne ivice jeste veliko oštećenje vrha reznog klina (slika 3.a). BSE snimak ovog dela rezne ivice (slika 3.b) pokazuje širinu zone na reznoj ivici u kojoj je došlo do uklanjanja zaštitne prevlake sa alata. Nakon uklanjanja prevlake, habanje alata nastavilo je da se odvija po mehanizmima habanja neprevučenih alata. Samimm tim, zbog oštrih režima obrade, proces habanja, nakon uklanjanja prevlake, postajao je sve intenzivniji. Na ovaj način se može objasniti veliko oštećenje vrha reznog klina ove ivice. zaključiti da je taj nalep formiran upravo od dela odlomljene rezne ivice. BSE snimak ove zone (slika 5.b) potvrdio je pretpostavku i sa slike se jasno vidi da materijal od koga je formiran nalep odgovara osnovnom materijalu alata. Odlomljeni deo rezne ivice, odmah nakon odlamanja, zavario se za leđnu površinu i na taj načinn formirao nalep. Do ovakvog oštećenja mogao je dovesti određeni udar koji se desio u toku obrade. (a) (b) Slika 3. SEM snimak. Prikaz pohabanosti rezne ivice Mehanizmi habanja novog alata Kako bi se dobio uvid u uticaj pohabanosti alata na kvalitet obrađene površine radnog komada, obrada uzoraka, za potrebe ovog eksperimenta, izvršena je i novim alatom. Slika 4. daje prikaz stanja reznih ivica novog alata. Na slici se može videti da su rezne ivice ovog alata pretrpele daleko manja oštećenja u odnosu na tup alat. Takođe, moguće je primetiti da se ni kod ovog alata različite rezne ivice nisu habale istim intenzitetom. (a) (b) Slika 5. SEM snimak. Detalj oštećenja rezne ivice 2 Detalj oštećenja grudne površine koja gradi reznu ivicu 3 prikazan je na sledećoj slici. Ovo oštećenjee moglo bi da predstavlja mesto na kome je došlo do uklanjanja zaštitne prevlake. Veličina ovog oštećenja izmerena je na slici 6.a na kojoj se jasno vidi da njegova dužina iznosi oko 280 μm, a širina okoo 80 μm. BSE snimak ovog oštećenja, prikazan na slici 6.b, pokazuje da je na ovom mestu zaistaa došloo do uklanjanja prevlake. S obzirom na to da je reč o novom alatu, može se zaključiti da adhezijaa prevlake na ovom delu grudne površine nije bila zadovoljavajuća. Slika 4. Prikaz stanja reznih ivica novog alata Analizom slika dobijenih posmatranjem ovog alata na SEM uređajuu uočena su dva bitna oštećenja prisutna na reznim ivicama 2 i 3. Na reznoj ivici 2 doslo je do lokalizovanog odlamanja iste, dok je na grudnoj površini rezne ivice 3 došlo do uklanjanja zaštitne prevlake. Sledeća slika daje prikaz detalja rezne ivice 2 gde je došlo do znatnog oštećenja iste. Na slici 5.a vidljivo je veliko oštećenje rezne ivice, kao i nalep formiran na leđnoj površini odmah uz mesto oštećenja. Sa slike bi se moglo (a) (b) Slika 6. SEM snimak. Detalj oštećenja rezne ivice Kvalitet obrađene površine uzoraka Alatima, čiji je stepen pohabanosti analiziran u prethodnom odeljku, izvršena je obrada uzoraka od niskougljeničnog čelika. U toku eksperimenta obrađeno je jedanaest površina na šest epruveta (uzoraka) primenomm različitih parametara obrade. Nakon obrade, izvršeno je merenje hrapavosti obrađene površine pomoću pertometra, a kvalitet površine ocenjen je poređenjem maksimalne i srednje visine neravnina. U narednoj tabeli dati su parametri obrade pojedinih površina na uzorcima, kao i vrednosti srednjih (Ra) i maksimalnih visina neravnina (Rmax). Tabela 3. Parametri obrade uzoraka, vrednosti Ra i Rmax Alat Uzorak Strana n [o/min] V f [mm/min] Ra [μm] Rmax [μm] Tup Nov 1 4 Leva Leva ,394 0,771 12,20 5,91 Desna Desna ,486 0,720 22,10 4,85 Analizompodatakadatih u prethodnoj tabeli jasno se vidii da je hrapavost uzoraka obrađenih tupim alatom znatno veća u odnosu na hrapavost površina obrađenih novim alatom. Primetno je da se sa povećanjem broja obrtajaa glavnog vretena, pri nepromenjenoj vrednosti brzine pomaka, dobija lošiji kvalitet obrađene površine. Takođe, 1523

32 najveće vrednosti maksimalne visine neravnina ostvarene su pri obradi uzoraka sa 4000 o/min. Na dijagramu 1 data je zavisnost srednje visine neravnina od broja obrtaja glavnog vretena pri konstantnoj brzini pomaka, a jedino je pri 2000 mm/ /min, kod obrade uzoraka tupim alatom, prisutno smanjenje srednje visine neravnina sa povećanjem broja obrtajaa glavnog vretena, dok se za sve ostale vrednosti brzine pomaka srednja visina neravnina povećava sa povećanjem broja obrtaja glavnog vretena (za novi alat neznatno). Srednjaa visina neravnina Ra [µm] Broj obrtaja glavnog vretena n [o/min] Dijagram 1. Zavisnost Ra od n pri konstantnoj V f Zavisnost maksimalne visine neravnina od broja obrtaja glavnog vretena, pri konstantnoj brzini pomaka, prikazana je na dijagramu 2. Pri obradi novim alatom, kao i pri brzini pomaka od mm/min kod obrade tupim alatom, ostvarena su znatno manja povećanja maksimalne visine neravnina sa povećanjem broja obrtaja glavnog vretena u odnosu na brzine pomaka 5000 i 1000 mm/ /min i obradu tupim alatom. Maksimalna visina neravnina Ramax [µm] Nov, 500 [mm/min] Tup, 2000 [mm/min] Nov, 500 [mm/min] Tup, 2000 [mm/min] Broj obrtaja glavnog vretena n [o/min] Dijagram 2. Zavisnost Rmax od n pri konstantnoj V f Tragovi rezanja prisutni na površini obrađenih uzoraka izmereni su posmatranjem istih na SEM uređaju. Analizom slika, dobijenih posmatranjem uzoraka na stereo mikroskopu, tri površine izdvojile su se po hrapavosti u odnosu na ostale. Međutim, analizom slika dobijenih na SEM uređajuu može se videti da dve od te tri površine imaju drastično šire tragove rezanja u odnosu na ostale površine, a to su leva površina uzorka 2 i desna površina uzorka 3. Uzimajući u obzir i širinu ovih kanala, može se reći da upravo te dve površine imaju najlošiji kvalitet obrađene površine. Sa druge strane, ove dve površine imaju i najveće vrednosti srednje i maksimalne visine neravnina. Na sledećoj slici prikazane su površine najveće hrapavosti, odnosno leva površina uzorka 2 i desna površina uzorka 3. (a) (b) Slika 7. Prikaz površina najveće hrapavosti 4. ZAKLJUČAKK Na osnovu razgovora sa inženjerima koji koriste najmoderniji obradni centar došlo se do podatka da se u praksi najčešće koristi metoda ocene kvaliteta obrađenee površine kao kriterijum pogodan za ocenu pohabanosti alata. Stoga je napravljen eksperiment sa potpuno novim alatom i alatom koji je duže vremena radio, uz variranje režima obrade. Dobijeni rezultati jasno su pokazali da se kod pohabanog alata kvalitet obrađene površine bitno razlikuje u smislu promene Ra i Rmax. Uočeno je da se promenom vrednosti pomaka takođe može uticati na kvalitet obrađene površine kako kod novog alata, tako i kod pohabanog. Pri ekstremnoj veličinii pomaka, kod pohabanog alata, dobijena je anomalija u pogledu promene hrapavoti obrađene površine, ali se čvrstt zaključak ne može doneti s obzirom na limitiran obim izvedenog eksperimenta. Za sve ostale vrednosti pomakaa sa porastom broja obrtaja glavnog vretena dolazi i do porasta vrednosti parametara hrapavosti obrađenee površine. Ovaj fenomen više je izražen kod pohabanog alataa nego kod novog nekorišćenog alata. Jedan od bitnih zaključaka do kojeg se došlo u sklopu ovog eksperimenta jeste činjenica da se pojedine reznee ivice jednog reznog alata ne habaju na isti način i istim intenzitetom u toku obrade radnih komada. Samim tim, pravovremena zamena pohabanog alata zavisi isljučivo od stepena pohabanosti rezne ivice koja pretrpi najvećaa oštećenja u toku eksploatacije alata. 5. LITERATURAA [1] rojopromet.com/crna-metalurgija/ [2] s.bg.ac.rs/nastava/statut99/ma/ma_files/p df/hmc500fina al.pdf [3] ecotools.com/ /upload/north_america/usa/ pdf/technical% %20info/ %20Carbid de%20grades.pdf [4] m.co.rs/index..php/products/view/serbian /266 Kratka biografija: Danijel Blagojević rođen je u Doboju godine. Diplomski-master rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Mašinstva Inženjerstvo površina odbranio je godine. 1524

33 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: ANALIZA TEHNIKA ZAŠTITE KOMUNIKACIJE U AKVIZICIONO-UPRAVLJAČKOM SISTEMU ANALYSIS OF TECHNOLOGIES FOR PROTECTION OF COMMUNICATION IN SCADA SYSTEM Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Marjan Povolni, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Kratak sadržaj Ovaj rad predlaže izbor tehnologije za zaštitu komunikacija unutar akviziciono-upravljačkih sistema. Urađena je analiza trenutno dostupnih tehnologija i testiranje, nakon čega je data preporuka za tehnologiju koja pruža najbolje rešenje za zaštitu komunikacija za ovu vrstu sistema. Abstract The aim of this paper is to propose a technology for protecting the communications in a SCADA system. An analysis and testing of currently available technologies for that purpose was made and after that the technology that is most suited for this kind of systems was chosen. Ključne reči: SCADA, akviziciono upravljački sistemi, kriptografija, zaštita, komunikacije 1. UVOD Internet kao globalna mreža za prenos podataka ne garantuje privatnost i autentičnost podataka. Da bi se prenos podataka zaštitio od nepoželjnog uticaja trećih lica, odnosno sakrio od očiju istih, koriste se tehnologije za šifrovanje i proveru identiteta pošiljaoca. Iako je razvoj internet tehnologije bio finansiran od strane američke vojske, interesantno je da je u početku jako malo interesa posvećeno bezbednosti komunikacija. Promena u odnosu prema bezbednosti računarskih mreža nastala je krajem devedesetih godina 20-tog veka, kada je internet tehnologija ušla u široku upotrebu i količina osetljivih informacija značajno porasla. Novi problem su predstavljale i bežične lokalne mreže. Od tada bezbednosni mehanizmi postaju sve više deo svakog softverskog projekta, od operativnih sistema do najobičnijih korisničkih programa. Međutim, kao što to biva kad se pojavi ovako popularan problem, često nastaju više konkurentnih rešenja, koja rešavaju isti problem, ali uvek na malo drugačiji način, sa drugačijim krajnjim osobinama. Tako trenutno postoji više vrsta implementacija zaštite koje su u upotrebi. Cilj ovog rada jeste da se utvrdi koje od tih rešenja je najpovoljnije za primenu u akviziciono-upravljačkim sistemima. 2. PREGLED AKTUELNIH KRIPTOGRAFSKIH ALGORITAMA Kriptografija je oblast koja proučava upotrebu specijalnih NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Branislav Atlagić, vanr. prof algoritama i matematičkih alata za postizanje poverljivosti i integriteta poruka, kao i proveru identiteta pošiljaoca i neporecivost njegovih akcija. To se postiže upotrebom pogodne kombinacije algoritama za simetrično i asimetrično šifrovanje i heš funkcija. U ovom radu se više pažnje posvećuje opisu praktične primene ovih algoritama i opisu trenutnog stanja u oblasti. Za više detalja o principima i matematičkim detaljima algoritama u kriptografiji, čitalac se upućuje na [1]. 2.1 Simetrično šifrovanje Kod ove vrste šifrovanja koristi se isti ključ za šifrovanje i dešifrovanje poruka. Ona podrazumeva da je ključ tajna, odnosno da je poznat samo primaocu i pošiljaocu. Sam algoritam šifrovanja i dešifrovanja može biti javan i to je najčešći slučaj. Prednost ove vrste šifrovanja, u odnosu na druga rešenja, je u tome što zahteva značajno manje računarskih resursa za postizanje istog nivoa zaštite. Mana ove vrste šifrovanja i razlog zašto se retko koristi samostalno je u tome što zahteva poseban postupak za distribuciju ključa. Za rešavanje tog problema najčešće koristi asimetrično šifrovanje, kod kojeg ne postoji potreba da se prethodno izvrši distribucija ključa. Zbog računarske neefikasnosti algoritama za asimetrično šifrovanje, ono se najčešće koristi samo za prenos ključa za simetrično šifrovanje, dok se sama komunikacija štiti upotrebom simetričnog šifrovanja. Od trenutno aktuelnih algoritama za simetrično šifrovanje, najviše se preporučuje AES. 2.2 Asimetrično šifrovanje Kod ove vrste algoritma, jedan ključ se koristi za šifrovanje, a drugi ključ, matematički srodan sa prvim, se koristi za dešifrovanje poruke. Iako su ključevi matematički srodni, nije lako ni računarski jeftino naći drugi ključ uz poznavanje samo jednog. Takođe, uloga ključeva se može zameniti, pa se tako drugim ključem može izvršiti šifrovanje poruke, a prvim dešifrovanje. Prednost ove vrste šifrovanja je u tome što se olakšava distribucija ključeva. Jedan ključ, tzv. javni ključ, može se preneti preko nesigurne veze. Nakon toga druga strana može da šifruje poruku i pošalje prvoj strani. Samo prva strana može da dešifruje poruku, pošto samo ona ima drugi ključ, tzv. privatni ključ, dok presretači poruke vide samo šifrovanu poruku. Time se ostvaruje poverljivost poruke. Usled velike cene u vidu računarskih resursa potrebnih za šifrovanje i dešifrovanje poruka, ova vrsta algoritama se najčešće koristi samo za prenos ključeva za simetrično šifrovanje

34 Osim primene u slanju privatnih poruka, ova vrsta algoritama za šifrovanje se može upotrebljavati i za implementaciju digitalnog potpisa. U tom slučaju privatni i javni ključevi menjaju ulogu, pa tako pošiljaoc svojim privatnim ključem šifruje poruku, a primalac uz pomoć javnog ključa dešifruje poruku i zna da je samo pošiljaoc mogao poslati poruku, pošto samo on ima ključ-par javnom ključu, odnosno privatni ključ. Doduše, češći je slučaj da se potpisuje samo 224 ili 512-bitna heš vrednost, kako bi se uštedelo na ručunarskim resursima. Trenutno se kao algoritam za asimetrično šifrovanje preporučuje RSA uz upotrebu ključeva dužine 3072 bita. 2.3 Heš funkcije Heš funkcije koje su u upotrebi u kriptografiji, primaju ulazni tekst proizvoljne dužine, a izlaz im je uvek niz bitova iste dužine, na primer 128, 160 ili 512 bita. Za ovaj rad je značajna primena ovih algoritama kod provere integriteta poruke i digitanog potpisa. Provera integriteta poruke se omogućava tako što se zajedno sa porukom šalje i njena heš vrednost. Na prijemnoj strani se računa heš primljene poruke i upoređuje sa dodatim hešom. Ako se dve heš vrednosti poklapaju, preneta poruka je ispravna. Preporučuje se upotreba algoritama iz SHA-2 standarda čiji rezultat daje heš vrednost dužine 224 ili više bita. 2.4 Sertifikati Jedan od najvećih problema u kriptografiji i zaštiti komunikacija jeste distribucija ključeva. Da bi se omogućila autentifikacija i neporecivost poruka, nastaje potreba da se izvrši provera autentičnosti strane koja šalje javni ključ. Rešenje za ovaj problem nađen je u obliku mehanizma sertifikata, gde sertifikacioni centar (engl. certificate authority, CA u daljem tekstu) kojem svi učesnici u komunikaciji veruju, svojim privatnim ključem potpisuje javni ključ jedne strane zajedno sa podacima o njihovom identitetu. Za proveru autentičnosti takvog sertifikata je dovoljan samo javni ključ CA, tako da umesto da se N javnih ključeva kopira na sve računare u mreži, dovoljno je samo da se javni ključ CA kopira na sve računareučesnike u komunikaciji. Kod uspostavljanja veze, jedna ili obe strane šalju svoje sertifikate koje je potpisao CA kojem obe strane veruju. Nakon toga javni ključ koji se nalazi u sertifikatu se dešifruje javnim ključem koji pripada CA i time proverava ispravnost sertifikata. U okviru sertifikata pored javnog ključa se nalaze i podaci o IP ili DNS adresi. Postoji jedan problem sa ovakvim sistemom, a to je kad se desi da neki od sertifikata bude kompromitovan i kad nastane potreba da se sertifikat poništi. Zato treba obezbediti distribuciju liste poništenih sertifikata, koju CA periodično izdaje. Kako bi se pojednostavila distribucija javnog ključa CA, on može da bude uključen u instalaciju programa. 3. PREGLED POSTOJEĆIH REŠENJA ZA ZAŠTITU KOMUNIKACIJA 3.1 SSL/TLS SSL/TLS je standard definisan u obliku RFC dokumenata, koji su dostupni na internetu. Kod njega se zaštićena veza uspostavlja preko postojeće TCP veze. Iz toga sledi da se po TCP/IP steku protokola zaštita vrši iznad transportnog nivoa, odnosno na nivou aplikacije. Iz toga opet sledi da aplikacija koja trenutno koristi TCP za komunikaciju, mora da bude tako izmenjena da može preko TCP veze da uspostavi zaštićenu SSL/TLS vezu. Da bi se ovo pojednostavilo, u upotrebi je nekoliko biblioteka, koje su otvorenog koda i u širokoj upotrebi. Kod SSL/TLS razlikuju se serverska i klijentska strana. Protokol pruža mogućnost šifrovanja podataka, proveru identiteta serverske i klijentske strane uz pomoć mehanizma sertifikata i proveru integriteta poruka. Kao i TCP na koji se oslanja, SSL/TLS pruža apstrakciju toka. Nakon uspostavljanja zaštićene sesije, aplikacija šalje i prima niz znakova, odnosno ne postoji razlika u odnosu na slanje i primanje podataka preko TCP veze. Postoji više biblioteka koje implementiraju SSL/TLS standard. Najpoznatija i najrasprostranija je OpenSSL, koja radi na većini platformi. Standardna implementacija na Windows platformi jeste Schannel, koja stiže sa operativnim sistemom od verzije Windows Vista. Mane ovog pristupa, pored potrebe za izmenom aplikacije, su da nije moguće izmeštanje procesa šifrovanja na druge računare bez izmene same aplikacije, i da zamena simetričnih ključeva (engl. key renegotiation), koja treba da se radi na svakih sat vremena ili manje, zahteva prekid veze od približno jedne sekunde. 3.2 IPsec IPsec (IP Security) je standard koji definiše proširenje IPv4 protokola, i omogućuje zaštitu prilikom povezivanja dva računara, dve mreže, ili jednog računara sa mrežom preko LAN ili WAN mreže (na primer interneta). Osnovne odlike ove tehnologije su da za IPsec treba da postoji podrška u operativnom sistemu, a ne u samim programima. Kod ove tehnologije zaštita se vrši na mrežnom nivou. Preciznije, vrši se zaštita svakog pojedinačnog IP paketa, pre nego što se on pošalje preko javne mreže. Podrška za IPsec treba da bude prisutna samo na mrežnim prolazima koji vrše šifrovanje i dešifrovanje, dok mrežni prolazi koji se nalaze na putanji šifrovanog paketa treba da podržavaju samo IP protokol. Za IPsec postoje dva načina rada: transportni i tunelovanje. Prvi se koristi za komunikaciju između krajnjih tačaka. Drugi način rada, tzv. tunelovanje, omogućuje povezivanje dve udaljene mreže, tako što se svaki IP paket namenjen drugoj mreži šifruje i pakuje u drugi paket, koji putuje preko nezaštićene Internet ili WAN mreže. Dobra strana tehnologije IPsec je da nema potrebe za izmenom aplikacije, odnosno zaštita komunikacije se vrši administriranjem mreže. Mana ove tehnologije koja se često spominje jeste ta da se ceo proces šifrovanja vrši u okviru jezgra operativnog sistema. Greška u ovom kodu može izazvati krah celog sistema, ili da veštom napadaču omogući preuzimanje upravljanja nad računarom. IPsec trenutno ima još jednu manu, a to je da proces zamene simetričnog ključa zahteva prekid veze koji traje približno jednu sekundu. 1526

35 3.3 OpenVPN Iz naziva se može zaključiti da je reč o rešenju otvorenog koda, koje je namenjeno za uspostavljanje virtuelnih privatnih mreža. Za razliku od IPsec, koji pruža približno iste mogućnosti, OpenVPN nije deo jezgra operativnog sistema. Umesto toga on se oslanja na postojanje mehanizma virtuelnih mrežnih adaptera kod većine savremenih operativnih sistema. Sa stanovišta alata za administriranje, tj. alata za podešavanje rutiranja IP paketa, ovi virtuelni mrežni adapteri se ponašaju kao i bilo koji drugi fizički mrežni adapter. Za razliku od fizičkih mrežnih adaptera, aplikacija OpenVPN pruža zamenu za fizičku vezu, tako što se paketi prenose preko SSL/TLS veze, koja se uspostavlja pomoću OpenSSL biblioteke. Problem oko zamene ključa (engl. key renegotiation) za simetrično šifrovanje ne postoji kod ove tehnologije. Za razliku od IPsec koji predstavlja standard, ne treba očekivati da će različita SSL/TLS VPN rešenja sarađivati međusobno. Međutim, zahvaljujući implementaciji koja podržava najvažnije platforme, i tome što može istovremeno biti na istom računaru sa podešenim IPsec, to ne bi trebalo da predstavlja problem za interoperabilnost više vrsta sistema. Jedna od važnijih osobina koju ova tehnologija deli sa IPsec, jeste da ne postoji potreba za izmenom aplikacije. 4. TEST APLIKACIJA Za testiranje IPsec i OpenVPN veza napravljena je test aplikacija, koja se sastoji iz dva programa, klijentskog i serverskog. Ona je takođe iskorišćena da se na primeru prikažu izmene koje zahteva SSL/TLS. 4.1 TCP test klijent Zadatak test klijenta jeste da uspostavi vezu sa serverskom aplikacijom i da joj pošalje datoteku. Da bi se ostatak aplikacije zaštitio od izmena u slučaju zamene tipa veze, kao što će u ovom radu biti slučaj sa SSL/TLS umesto TCP, napravljena je klasa Connection koja sadrži sve što aplikaciji sa permanentnim vezama potrebno da šalje i prima podatke preko veze. Sledi programska sprega ove klase: class Connection { public: Connection(); virtual ~Connection(); }; virtual int send(void * buf, int len) = 0; virtual int recv(void * buf, int len) = 0; virtual void close() = 0; Napravljenе su još dve klase. TCPConnection nasleđuje Connection i implementira metode za slanje i primanje podataka i zatvaranje mreže. Druga je TCPClientConnection, koja nasleđuje TCPConnection i u okviru svog konstruktora uspostavlja vezu sa TCP serverom. Na kraju je napravljena funkcija main() test klijenta. U okviru ove funkcije najpre se vrši instanciranje TCPClientConnection objekta. Ako je uspostavljanje veze uspešno, otvara se ulazna datoteka i njen sadržaj se šalje preko send() metode klase Connection. Slika 4.1: Klasna hijerarhija na strani TCP klijenta 4.2 TCP test server Po ugledu na entitet veze, napravljena je apstraktna klasa Server, koju treba da naslede sve vrste serverskih klasa. Sledi prikaz deklaracije klase Server: class Server { public: Server(); virtual ~Server(); }; virtual Connection * wait() = 0; virtual void close() = 0; Napravljene su još dve klase. TCPServer klasa nasleđuje klasu Server, u svom konstruktoru rezerviše broj mrežnog prelaza, a u metodi wait() čeka na zahtev za uspostavu veze. Klasa TCPServerConnection nasleđuje klasu TCPConnection i kao parametar konstruktora prima deskriptor logičkog mrežnog priključka. Ona se instancira i vraća kao rezultat poziva metode wait(). Slika 4.2: Klasna hijerarhija na strani TCP servera Funkcija main() za server instancira jedan serverski objekat, nakon čega čeka jednog klijenta da zatraži uspostavljanje veze. Nakon što je veza uspostavljena, aplikacija prima podatke sve dok veza na bude zatvorena od strane klijenta. Na kraju se objektu veze šalje zahtev za zatvaranje sa serverske strane i briše se objekat veze. Sav kod, sem instanciranja servera, zavisi samo od programske sprege klasa Server i Connection, prema tome on se neće menjati u slučaju da se promeni tip veze. 5. REZULTATI TESTIRANJA 5.1 Test SSL/TLS Za potrebe testiranja OpenSSL biblioteke, kao predstavnika SSL/TLS tehnologije za zaštitu komunikacije, bilo je potrebno izmeniti kod test aplikacije. Napravljena je identična klasna hijerarhija kao i kod osnovne verzije i sve klase su zadržale iste uloge, samo su im imena promenjena. Razultujući kod sa deklaracijama i definicijama sve četiri dodatne klase je veličine oko 200 linija. Ovo je približna cena upotrebe ove tehnologije, odnosno deo cene koja se 1527

36 odnosi na sam kod aplikacije. Ovaj deo koda je potrebno dobro testirati, obezbediti oporavak u slučaju greške i održavati u budućim verzijama aplikacije. 5.2 Test IPsec Za potrebe testiranja IPsec tehnologije podešene su tri virtuelne mašine, dve kao učesnici u komunikaciji i jedna za ulogu CA. Na svim VM je instaliran Ubuntu operativni sistem u verziji Na računarima je još instaliran i paket ipsec-tools, koji između ostalog sadrži i program racoon koji se na ovom operativnog sistemu koristi za pregovaranje o ključevima kod IPsec. Zaštićena veza se uspostavlja kad na jednoj strani stigne paket koji treba da bude isporučen drugoj strani. Prema tome, prilikom prvog pokretanja test aplikacije primećena je pauza od približno jedne sekunde. Nakon toga nije bilo problema. Veza je bila stabilna i nakon više pokretanja transfera datoteke veličine 1GB uz pomoć test aplikacije. 5.3 OpenVPN Za potrebe testiranja podešene su tri virtuelne mašine, dve kao učesnici u komunikaciji i jedna za ulogu CA. Na svakoj od VM podešen je operativni sistem Ubuntu 11.10, a takođe preuzeta je i podešena najnovija verzija aplikacije OpenVPN 2.2. Nakon izvršenog podešavanja i uspostavljanja zaštićenog tunela, pristupilo se testiranju pomoću test aplikacije. Prilikom više uzastopnih pokretanja transfera datoteke od 1GB, nisu primećeni nikakvi problemi. 6. KOMUNIKACIJA U OKVIRU AKVIZICIONO- UPRAVLJAČKOG SISTEMA Za ovaj rad su zanimljivi primeri sistema za upravljanje elektrodistribucionom mrežom. Kod ovih sistema, mreža se sastoji iz dva ili više nivoa. Na najvišem nivou obično se nalaze jedan glavni (aktivni) i jedan rezervni kontrolni centar, kojima je potrebno uz pomoć komunikacione mreže omogućiti nadgledanje i upravljanje ostatkom mreže, koja se najčešće sastoji iz podstanica raspoređenih na većoj geografskoj površini. U kontrolnom centru se najčešće nalazi više računara za više operatera, dok podstanice obično imaju samo jedan računar. Kontrolni centri i podstanice su najčešće fizički dobro zaštićene, tako da je glavni problem u zaštiti komunikacije između kontrolnih centara i podstanica, koja mora ići preko namenski izgrađene WAN mreže, ili preko javne internet mreže. Dakle, rešenje koje bi bilo izabrano za zaštitu mreže u akviziciono-upravljačkom sistemu mora da podržava povezivanje u više nivoa, povezivanje računarskih mreža sa drugim mrežama ili pojednim računarima, da je dovoljno bezbedno da obezbedi podatke koji se prenose preko javne mreže kao što je internet, i da pruža što veću stabilnost, pošto akviziciono-upravljački sistemi često upravljaju kritičnim infrastrukturnim sistemima, kao što su električne i gasne mreže. 7. PREPORUKA TEHNOLOGIJE ZA ZAŠTITU MREŽE U AKVIZICIONO-UPRAVLJAČKOM SISTEMU Na osnovu svega iznetog, autor zaključuje da je OpenVPN najbolji izbor, uz napomenu da ukoliko dođe do šireg prihvatanja IPsec koji je deo novog IPv6 standarda, da bi se preporuka promenila u korist istog, iz jednostavnog razloga što je to industrijski standard. OpenVPN ne zahteva nikakve izmene u kodu aplikacije i izvršava se kao neprivilegovani proces, što doprinosi stabilnosti sistema. Moguće je da OpenVPN radi na zasebnom računaru, čime se smanjuje opterećenje računara na kojem je pokrenuta programska podrška akviziciono-upravljačkog sistema. Za šifrovanje se koristi biblioteka OpenSSL koja je dobro testirana i održavana od strane njene zajednice. Sav izvorni kod je dostupan, a to znači da ne postoji zavisnost od konkretne kompanije koja trenutno vodi razvoj i održavanje rešenja, a to je velika prednost pošto su akviziciono-upravljački sistemi namenjeni za višegodišnji rad. 8. ZAKLJUČAK Daljinsko upravljanje i nadgledanje industrijskih i instrastrukturnih sistema nije novi problem, ali se i dalje razvija ubrzanim tempom. Razvojem tehnologije omogućava se prikupljanje sve više podataka o sistemu kojim se upravlja, ali takođe i o korisnicima tog sistema. Zaštita ovih podataka i komunikacionih kanala kojima se prenose je od ključne važnosti za bezbednost kritičnih industrijskih i infrastrukturnih sistema i njihovih korisnika. U ovom radu su opisane i razmatrane sledeće tehnologije: IPsec, SSL/TLS i OpenVPN. IPsec i OpenVPN su tehnologije za izgradnju VPN mreža. Za razliku od njih, SSL/TLS tehnologija se koristi za zaštitu postojećih TCP veza između aplikacija. Nakon razmatranja rezultata svih testova, zaključak je da je u trenutku pisanja rada OpenVPN najbolje rešenje. OpenVPN je programsko rešenje otvorenog koda, radi kao neprivilegovani proces čime doprinosi stabilnosti sistema, i ima dobru podršku na više operativnih sistema. Pri tome, postoji i kompanija koja pruža neophodnu tehničku podršku. Iako to nije od izuzetne važnosti, treba napomenuti da je to jedina od razmatranih tehnologija koja omogućuje neprekidnu vezu, čak i prilikom zamene simetričnog ključa. 5. LITERATURA [1] D. Đokić: Kriptografija, Diplomski-Master rad, FTN, Novi Sad [2] D. Pleskonjić, N. Maček, B. Đorđević, M. Carić: Sigurnost računarskih sistema i mreža, Mikro knjiga Kratka biografija: Marjan Povolni rođen je u Pančevu god. Diplomskimaster rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Elektrotehnike i računarstva Računarska tehnika i računarske komunikacije odbranio je 2012.god. 1528

37 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad RAZVOJ WEB APLIKACIJA POMOĆU APACHE CLICK OKRUŽENJA UDK: 007:004.7 WEB APPLICATION DEVELOPMENT USING APACHE CLICK FRAMEWORK Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj Ovaj rad predstavlja realizaciju web aplikacije za oglašavanje polovnih automobila upotrebnom Apache Click okruženja. Abstract This project represents one implementation of web application for car advertising using Apache Click framework. Ključne reči: Apache Click, Apache Cayenne, CayenneModeler 1. UVOD U današnje vreme se sve više javlja potreba za web aplikacijama čije vreme izrade ne zahteva puno vremena, čija implementacija nije isuviše komplikovana, a koje povećavaju brzinu, pouzdanost i lako održavanje. Jedno od brojnih okruženja koja postoje i koja zadovoljavaju prethodno pomenute osobine je Apache Click[1] okruženje za Java programski jezik. Dizajnirano je tako da bude vrlo lako za učenje i korišćenje. Okruženje je besplatno i podržano je od bilo koje JDK verzije počevši od verzije 1.5 i novije. Glavne karakteristike su: veoma lako učenje, dobre performanse, Component i Page orijentisan dizajn, podrška za korišćenje AJAX sa serverske strane itd... Čitava filozofija Apache Click najbolje se opisuje švedskom reči lagom koja se može prevesti kao ne premalo, ne previše, ali optimalno. Razvoj Apache Click traje od godine i traje sve do današnjih dana. Namena okruženja je da obezbedi metode za izgradnju web aplikacija bez korišćenja JSP (Java Server Pages) ili nekog drugog MVC (Model View Controller) okruženja čija upotreba može biti otežana što se samog korišćenja tiče. 2. NAČIN RADA Apache Click okruženje koristi model baziran na događajima za procesiranje zahteva (Servlet request) i Velocity template engine za prikazivanje odgovora. Za procesiranje zahteva koristi se jedinstveni servlet tipičan za samo okruženje koji se zove ClickServlet koji se ponaša kao dispather zahteva. Nakon pristizanja zahteva od strane klijenta pomenuti servlet kreira instancu klase Page čija je prvenstvena uloga upravo procesuiranje pristiglog zahteva od strane klijenta. Nakon što je zahtev procesuiran, Velocity preuzima dalju ulogu što se tiče prikaza samog odgovora klijentu. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Branko Milosavljević, vanr.prof. Nenad Đukić, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad 1529 Velocity template engine ima za cilj da generiše šablone za prikaz najbliže HTML (HyperText Markup Language) standardu po strukturi (ukoliko je to moguće) ne zahtevajući korišćenje specijalnih tagova (tag). Na slici 1. je grafički prikazan način rada Apache Click okruženja. Slika 1. Grafički prikaz načina rada okruženja [2] Kao što je prethodno pomenuto, pri pristizanju zahteva se kreira nova instanca klase Page. Klasa Page igra centralnu ulogu u Apache Click aplikacijama jer definiše način na koji će stranice aplikacije biti procesirane i prikazane. Svaka stranica aplikacije implementirane pomoću Apache Click okruženja mora naslediti klasu Page i mora imati definisan kontruktor bez parametara. Metoda onsecuritycheck() se poziva odmah nakon

38 kreiranja stranice i vrši proveru sigurnosti tj. proveru korisnikovog akreditiva (credentials). Na osnovu rezultata se odlučuje da li će se nastaviti sa daljim procesiranjem stranice ili ne. U slučaju daljeg procesiranja poziva se metoda koja kompletira inicijalizaciju same stranice (oninit()) i gde je predviđeno da se nalazi određeni inicijalizacioni kod, ukoliko je to potrebno, ali bi trebalo izbegavati definisanje vremenski zahtevnih operacija (dobavljanje podataka iz baze podataka ili sl.). Nakon inicijalizacije se procesiraju sve kontrole definisane unutar stranice. Sledi dodatna obrada stranice ukoliko je potrebno na osnovu vrste primljenog zahteva (onget() i onpost() metode). Obrada neposredno pre prikazivanja stranice korisniku obavlja se u metodi onrender() gde se mogu definisati upiti nad bazom podataka, njihovo izvršavanje i prosleđivanje dobijenih podataka određenim kontrolama unutar stranice (tabele ili sl.). Životni ciklus stranice se završava pozivom metode ondestroy() koja omogućava uklanjanje svih zauzetih resursa bez obzira da li se u međuvremenu desio neki izuzetak (exception) ili ne. 3. STRUKTURA WEB APLIKACIJE Aplikacija realizovana pomoću Apache Click okruženja se po strukturi posebno ne razlikuje od standardne web aplikacije namenjene za rad pod Tomcat web serverom [3]. Pored web.xml konfiguracione datoteke, u svojoj strukturi sadrži i datoteku imenovanu sa click.xml koja je srce same aplikacije i zadužena je za njeno pravilno funkcionisanje. U pomenutoj datoteci se specificiraju stranice sadržane u aplikaciji, zaglavlja, formati objekata, i režim u kom aplikacija radi. ClickServlet učitava pomenutu datoteku koja je smeštena na podrazumevanu lokaciju unutar strukture aplikacije (katalog WEB-INF). Osnovna struktura click.xml konfiguracione datoteke ima sledeći oblik: <click-app> <pages package= pages /> <mode value= debug /> </click-app> Element pages je obavezan element i definiše listu stranica koje se koriste u aplikaciji. Konfiguracija može sadržati više od jednog ovakvog elementa sa različitim package atributom. Veoma važan atribut elementa pages je atribut automapping tj. automatsko mapiranje stranica. Automatsko mapiranje stranica će konfigurisati stranice aplikacije koristeći jednostavan skup pravila. Ovo omogućava da se u velikoj meri pojednostavi konfiguraciona datoteka jer je potrebno da se definišu samo stranice koje se ne uklapaju u pravila automatskog mapiranja. Osnovno pravilo je da automatsko mapiranje pokušava da poveže svaki šablon stranice (.htm datoteka) sa klasom stranice po određenoj konvenciji koja može da se ilustruje na sledeći način: change-password.htm => ChangePassword change_password.htm => ChangePassword changepassword.htm => ChangePassword ChangePassword.htm => ChangePassword Ukoliko odgovarajuća klasa stranice ne bude pronađena na osnovu imena šablona, pristupa se traženju klase koja sadrži Page kao sufiks u svom imenu: customer.htm => CustomerPage 1530 change-password.htm => ChangePasswordPage Ukoliko unutar konfiguracione datoteke nije drugačije navedeno, podrazumeva se da je automatsko mapiranje uključeno. U situaciji kada se automatsko mapiranje isključi moguće je definisati sopstvena pravila traženja klase stranice određenog šablona. Definisanje sopstvenog pravila može se ilustrovati sa: <pages package= pages automapping= false > <page path= changepass classname= ChangeUserPass /> </pages> 4. IMPLEMENTACIJA Kao primer implementacije web aplikacije u Apache Click okruženju napravljena je aplikacija za oglašavanje automobila koji su na prodaju. Aplikacija se sastoji iz dela namenjenom korisnicima (posetiocima i registrovanim korisnicima) gde se može obavljati registracija korisnika, pretraga, pregled, dodavanje, izmena i brisanje oglasa i iz dela kojem mogu pristipiti samo administratori u cilju ažuriranja raznih šifarnika vezanih za marke automobila, modele, tipove sistema prenosa, tipova sistema hlađenja kabine, administracije korisnika i dr Razvojno okruženje Implementacija je izvršena u programskom jeziku Java verzije 1.5, dok je kao razvojno okruženje upotrebljen Click IDE [4]. dodatak za Eclipse Java EE IDE. MySql Server verzije 5.1 je korišćen kao sistem za upravljanje bazom podataka. Za modelovanje baze podataka koristi se Java Swing aplikacija CayenneModeler[5] koja koristi posebno okruženje Apache Cayenne verzije [6]. Apache Click okruženje u sebi sadrži niz klasa koje su zadužene za rad sa Apache Cayenne okruženjem Click IDE Click IDE dodatak je vrlo pogodan dodatak za Eclipse jer se njegovim korišćenjem izbegava briga o uključivanju potrebnih biblioteka u projekat nakon njegovog kreiranja. Naime, pri odabiru vrste projekta u Eclipse (Click project) dodatak automatski u strukturu projekta dodaje sve što je neophodno za pravilan rad (click jar, click.xml itd...). Pri kreiranju projekta (koji ima formu wizard-a) se takođe nudi mogućnost da se u strukturu projekta uključi podrška za rad sa bazom podataka. Pored prethodno navedenog, dodatak još nudi vizuelizovani editor click.xml konfiguracione datoteke, editor Velocity šablona, integrisanu dokumentaciju za Apache Click okruženje itd Apache Cayenne Apache Cayenne je okruženje koje pruža mogućnost da se direktno povežu entiteti baze podataka i klasa. Generalno, u mogućnosti je da veže jednu ili više šema baze podataka direktno sa Java objektima, podržava generisanje SQL i Java programskog koda, spajanje tabela (join) i dr. Dizajniran je tako da bude jednostavan za korišćenje bez žrtvovanja fleksibilnosti. Takođe podržava druge brojne karakteristike kao što su keširanje, sadrži kompletnu sintaksu za definisanje upita, nasleđivanje, povezivanje objekara vezama, prenosivost medju sistemima za upravljanje bazama podataka (uz uslov da za iste postoji

39 JDBC podrška) bez menjanja aplikacije, ne zahteva poznavanje SQL-a CayenneModeler Sve prethodno pomenute funkcionalnosti vezane za Apache Cayenne okruženje mogu biti direktno kontrolisane od strane Java Swing aplikacije CayenneModeler koja sadrži potpuno funkcionalan korisnički interfejs. Prvenstveno služi kao alat za modelovanje i pruža sveobuhvatni skup objektnih i relacionih funkcija kao što su: rad sa projektima, generisanje šeme baze podataka na osnovu informacija sadržanim u tzv. DataMaps. Generisanje Java klasa na osnovu generisane šeme baze podataka, validacije mapiranja itd Šema baze podataka Šema baze podataka aplikacije prikazana je na slici 2. Konfiguraciona datoteka cayenne.xml ima sadržaj kao na slici 4. Slika 4. Sadržaj konfiguracione datoteke cayenne.xml U suštini, konfiguraciona datoteka zajedno sa dve referencirane datoteke unutar sebe je samo na svojstveni način opisan model sa slike 3. Što se generisanja klasa tiče, CayenneModeler generiše parove klasa. Svaki par se sastoji iz super klase sa donjom crtom (underscore) kao prefiksom u imenu (npr. _Car) i podklase (npr. Car). Nije preporučljivo da se menjaju super klase iz razloga što se one prepisuju pri ponovnom generisanju klasa ukoliko postoji potreba za promenom modela. Podklase neće biti prepisane od strane generatora klasa što daje mogućnost da se u njih smeste metode koje obavljaju specifične funkcije. Generisane super klase sadrže atribute koji direktno odgovaraju atributima odnosno poljima koji su definisani pri kreiranju entiteta objekata odnosno entiteta baze podataka. Pored atributa, super klase sadrže i skup get()/set() metoda za svaki atribut Administratorski deo aplikacije Izgled administratorskog dela aplikacije prikazan je na slici 4. Slika 2. Šema baze podataka aplikacije Šema baze podataka i odgovarajuće Java klase su generisane uz pomoć CayenneModeler-a. Pri kreiranju projekta koji koristi Apache Click i Apache Cayenne okruženja generiše se datoteka cayenne.xml koja ima vodeću ulogu u radu sa bazom podataka. Nakon definisanja svih potrebnih entiteta koji su potrebni što se baze podataka tiče, pomenuta datoteka sadrži određene reference na datoteku koja sadrži opis baze podataka (opis njene strukture) i na datoteku koja sadrži neophodne parametre za pristup samoj bazi podataka. Na slici 3 je prikazan izgled definisanog modela pomoću CayenneModeler-a. Slika 3. Izgled modela podataka 1531 Slika 4. Izgled administratorskog dela sistema Za administratorski deo sistema je definisana posebna klasa AdminPageTemplate koja ima ulogu šablona za skoro sve stranice administratorskog dela aplikacije. Drugim rečima, sve stranice administratorskog dela aplikacije imaju glavni meni i dugme za odjavljivanje sa sistema s tim što se od stranice do stranice razlikuje samo sadržaj koji se nalazi ispod glavnog menija. Stranica za prijavu administratora na sistem koristi poseban šablon koji na standardan način sadrži samo polja za unos korisničkog imena i lozinke. Korišćenje zajedničkog šablona se postiže tako što klase stranice nasleđuju klasu bazične stranice u kojoj su definisani zajednički elementi uz uslov da bazična stranica u sebi ima definisanu metodu u kojoj se definiše koji HTML šablon da koristi za prikazivanje: public String gettemplate() { return "admin/adminpagetemplate.htm"; } Sam sadržaj svake stranice čija klasa nasleđuje klasu svog bazičnog šablona se prikazuje tako što se u HTML šablonu bazične klase u željenom delu strukture navede Velocity direktiva:

40 #parse(${path}) Primer prikaza tabele na stranici sa dve kolone može se ilustrovati u tri koraka na sledeći način: 1. Definisanje tabele, kolona i dodavanje kolona tabeli: Table table = new Table("table"); Column cid = new Column("id", "ID"); Column cname = new Column("name", "First name"); table.addcolumn(cid); table.addcolumn(cname); 2. Dodavanje tabele stranici: addcontrol(table); 3. Pozivanje tabele unutar HTML šablona: $table Bitno je napomenuti da prvi parametar konstruktora klase Column mora imati istu vrednost kao ime atributa (generisane) ciljne klase (a samim tim i polja tabele baze podataka) čiji se sadržaj prikazuje. Takođe, primetno je da je parametar konstruktora klase Table identičan imenu Velocity variable unutar HTML šablona. To uvek ne mora biti slučaj, ali se tada pribegava drugom načinu dodavanja elementa na stranicu (pretpostavka je da je instanci klase Table dato ime tableusers ): getmodel.put("table","tableusers"); Na ovaj način se takođe zadovoljava uslov istoimenosti instance klase i varijable untar HTML šablona. Generalno gledano, navedena dva načina dodavanja tabele na stranicu važe za sve instance klasa Apache Click okruženja (FieldSet, Label, Form, TextField, Submit itd...) CSS datoteke sa definisanim stilovima za postizanje željenog dizajna i potrebne JavaScript datoteke se u stranice uključuju na strandardan način definisan HTML standardom u HTML šablonu ili unutar klase stranice u konstruktoru (za JavaScript se koristi klasa JsImport): getheadelements().add(new CssImport("/css/users.css")); 4.3. Korisnički deo aplikacije Izgled korisničkog dela aplikacije prikazan je na slici 5. Slika 5. Izgled korisničkog dela aplikacije Kratka biografija: Slično kao i u slučaju administratorskog dela aplikacije, za korisnički deo je definisana klasa UserPageTemplate koja ima ulogu da definiše dizajn za sve stranice koje pripadaju korisničkom delu aplikacije. Korisnički deo aplikacije razlikuje dve vrste korisnika: posetilac i registrovani korisnik. Registrovani korisnik je ujedno i posetilac koji dodatno ima mogučnosti da doda, menja ili briše postojeći oglas i izmenu ličnih podataka Što se same implementacije tiče i operacijama nad bazom podataka (insert, update, delete), bitno se ne razlikuje od administratorskog dela aplikacije osim što se na stranici za izmenu podataka o automobilu koristi posebna klasa Div koja igra ulogu istoimenog HTML elementa. Kreiranje elemenata je moguće tako što kreirana klasa elementa nasledi klasu AbstractContainer, implementira se konstruktor kom se prosledi ime elementa, definišu se get()/set() metode za širinu i visinu, metoda za dodavanje CSS stilova itd ZAKLJUČAK Generalno, Apache Click okruženje je vrlo lako koristiti u cilju izrade web aplikacija jer se lako uči i podržava zadovoljavajući skup klasa potrebnih za izradu web aplikacija kako sa stanovišta manipulisanja bazom podataka (što je velika prednost jer je izbegnuta integracija sa third party bibliotekama u tu svrhu) tako i sa stanovišta prikaza sadržaja stranica korisniku. S druge strane, okruženje nije toliko rasprostranjeno što se primene tiče kada se pravi poređenje sa ostalim popularnim okruženjima kako za Java programski jezik tako i za ostale. S obzirom na to, razmena iskustava i eventualna pomoć pri rešavanju složenijih problema koji zahtevaju bolje poznavanje okruženja mogu biti otežani. Okruženje je veoma povoljno koristiti za izradu aplikacija u kojima preovladava vizuelizacija podataka u tabelarnoj formi i njihova obrada iz razloga što sadrži veoma moćne mehanizme za tu svrhu koji ne zahtevaju pisanje puno programskog koda (sortiranje, straničenje, direktna izmena podataka u tabeli itd...) Na adresi [7] su jasno ilustrovani mnogi primeri u kojima se koriste klase Apache Click okruženja počevši od najjednostavnijih ka složenijima uz primere korišćenja AJAX-a sa mogućnošću kompletnog prikaza korišćenih HTML šablona i Java klasa. 6. LITERATURA [1] Apache Click framework - [2] Apache Click v2.3.0 Cheat Sheet [3] Apache Click Application configuration [4] ClickIDE plug-in for Eclipse [5] CayenneModeler application [6] Object Relational Mapping, Persistence and Caching for Java - [7] Click Examples Nenad Đukić rođen je u Novom Sadu god. Diplomski-master rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Elektrotehnike i računarstva Računarske nauke i informatika odbranio je 2012.god.

41 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: 55:004 OGC WEB SERVISI I MOBILNI KLIJENTI OGC WEB SERVICES AND MOBILE CLIENTS Stevica Asak, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj U ovom radu je dat prikaz Open Geospatial Consortium (OGC) web servisa iz perspektive mobilnih klijenata, sa naglaskom na Transactional Web Feature Service (WFS-T). Takođe je opisana studija slučaja koja omogućava preuzimanje mape putem WMS servisa i dodavanje trenutne GPS koordinate i tekstualnog komentara vezanog za tu koordinatu na mapu uz pomoć Android klijentskih aplikacija. Abstract This paper presents Open Geospatial Consortium (OGC) web services, from perspective of thin mobile clients, with an emphasis on Web Feature Service Transaction (WFS-T). It also describes case study which allows downloading of map via WMS service and adding current GPS coordinate and text comment related to that coordinate on the map with Android client applications. Ključne reči: OGC web servisi, WMS, WFS-T, Android 1. UVOD Tradicionalno, alati namenjeni upravljanju geografskim podacima koriste klijent-server arhitekturu sastavljenu od desktop klijenata i sistema za upravljanje bazama podataka postavljenog na servere. Međutim, širok propusni opseg trenutno dostupnih računarskih mreža omogućava pristup prostornim podacima i putem interneta sa razumnim vremenskim kašnjenjem, čak i kroz kanale bežične komunikacije. Tako već postoje GIS alati koji omogućavaju objavljivanje geografskih podataka na webu, kako u obliku mapa u svrhu vizuelizacije podataka, tako i u obliku prostornih objekata sa svrhom uređenja i analize prostornih podataka. Pored komercijalnih, takvi alati postoje i sa besplatnim interfesima baziranim na standardnim specifikacijama razvijenim od strane OGC. Sa druge strane, tanki klijenti, kao što su mobilni telefoni i PDA (Personal Digital Assistant) uređaji danas su rasprostranjeni širom sveta. Upotreba mobilnih telefona i PDA uređaja naglo raste zahvaljujući povećanju procesne moći, pouzdanosti, funkcionalnosti i protoka informacija i smanjenju dimenzija uređaja. Mobilni telefoni i PDA uređaji su do pre nekoliko godina bili isuviše slabi da bi mogli da podrže WFS [1]. Međutim, moderni mobilni telefoni su dostigli takav nivo zrelosti koji im omogućava da obrađuju prilično velike količine teksta iz XML dokumenata. Trenutno postoji nekoliko klijentskih aplikacija za mobilne telefone koje koriste pogodnosti. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz diplomskog-master rada čiji mentor je bio dr Aleksandar Erdeljan, vanr.prof. WFS-T servisa. Sistemi u kojima se primenjuju ove aplikacije se razlikuju prema broju slojeva. U sistemima sa dva sloja [2], slika 1., klijentske aplikacije se direktno povezuju sa servisima koji implementiraju WMS [1] i WFS-T specifikacije. Slika 1. Sistem sa dva sloja Za razliku od njih, u sistemima sa tri sloja [3], slika 2., postoji i međusloj koji podatke primljene od WMS i WFS-T servisa prilagođava različitim tipovima mobilnih klijenata. Slika 2. Sistem sa tri sloja Prvi deo ovog rada bavi se razmatranjem odluka koje je neophodno doneti prilikom implementacije klijentske aplikacije koja koristi pogodnosti WFS-T servisa. Osnovna pretpostavka je da se mobilni klijent primenjuje u sistemu sa dva sloja. U drugom delu se razmatra trenutna raspoloživost Android aplikacija za rad sa WMS i WFS servisima. Takođe, u drugom delu su opisani studija slučaja i realizovani prototip. 2. OGC WEB SERVISI Razvojem interneta pojavile su se nove mogućnosti za razmenu geoprostornih podataka. Kao posledica toga pojavili su se i novi standardi za razmenu geoprostornih podataka. 1533

42 2.1. Web Map Service i mobilni klijenti Web Map Service (WMS) praktično se koristi duži niz godina. WMS dinamički kreira mape iz prostornih baza podataka koristeći HTTP protokol. WMS standard omogućava prikaz mapa na mobilnim klijentima bez potrebe da se poznaju detalji o strukturi podataka ili o prostornoj bazi podataka. To obezbeđuje nezavisnost po pitanju mesta i načina na koji se čuvaju podaci. Sve što mobilni klijent treba da zna je URL adresa WMS servisa. Na zahtev WMS klijenta, WMS server renderuje odgovor u vidu mape u slikovnom formatu kao što su JPG, GIF, PNG ili vektorskoj grafici kao što je SVG. Dodatna pogodnost WMS-a je eliminisanje potrebe za instaliranjem dodatnog softvera na mobilnim klijentima od strane proizvođača klijenta, kako bi se mogli prikazati geoprostorni podaci u vidu mape Web Feature Service i mobilni klijenti OGC WFS servis obezbeđuje interfejs za pristup i slanje prostornih podataka koristeći Geography Markup Language (GML) [1], koji je baziran na XML-u koristeći HTTP protokol. Prednost WFS-a u odnosu na WMS jeste ta da je omogućeno editovanje prostornih entiteta. Osnovni WFS omogućuje istraživanje prostornih podataka i postavljanje upita. Prošireni WFS se naziva transakcioni WFS (WFS-T) i pruža dodatnu mogućnost za kreiranje, modifikovanje i brisanje prostornih podataka. Neki koncepti su preuzeti od WMS-a i čine osnovni WFS, kao što su: getcapabilities, describefeaturetype, getfeature. Pored prethodno navedenih koncepata, WFS-T definiše i opcije transakcije kao što su: kreiranje (insert) instance objekta, modifikovanje (update) instance objekta, brisanje (delete) instance objekta, zaključavanje objekta, postavljanje upita baziranih na atributima i prostoru. WFS zahtev sastoji se od opisa pitanja ili operacija za transformaciju podataka koja će biti primenjena na jednom ili više objekata. Zahtev se generiše na klijentu i šalje se WFS servisu upotrebom HTTP protokola. WFS čita i izvršava zahtev. WFS vraća klijentu kodirane podatke u GML-u, koji odlučuje na koji način će te podatke da obradi. GML kao dijalekat XML-a ima značajnu ulogu kada je reč o komunikaciji između klijenta i servera. WFS klijent i WFS servis komuniciraju koristeći GML. Na mobilnom klijentu je pravi izazov izgraditi interfejs za dobru interakciju sa korisnikom. Mali ekran, mala dugmad i uglavnom nepostojanje pokazivačkog uređaja otežavaju interakciju sa korisnikom u naprednijim aplikacijama, naročito kada je u pitanju manevrisanje mapom. Iz tog razloga korisnički interfejs ne treba komplikovati sa nepotrebnim efektima i zaklanjati mapu menijima i dugmadima postavljenim po celom ekranu. Od najvećeg interesa za korisnika je da se vidi mapa i da je omogućen pristup objektima koji se nalaze na njoj. Zato korisniku treba obezbediti jednostavan meni iz kojeg će 1534 birati operacije. Klijentu je neophodno obezbediti sledeće operacije: kretanje po mapi, zumiranje, prikaz trenutne pozicije, informacije o pojedinačnom objektu, dodavanje objekta, ažuriranje objekta, uklanjanje objekta, osvežavanje mape. Jedno od ključnih pitanja u vezi klijentske aplikacije je format mape koji će biti prikazan na klijentu. Vektorska grafika ima mnoge prednosti u odnosu na raster formate: fajlovi sa vektorskom grafikom su uglavnom manji, obezbeđuju zumiranje bez gubitka u kvalitetu i pružaju mogućnost manipulacije sadržaja skriptovanjem. Zatim se postavlja pitanje da li mapa treba da bude komponovana od podataka iz WMS-a, WFS-a ili oba i koliki broj servisa treba da učestvuje u razmeni podataka. WMS pruža klijentu manju kontrolu u pogledu veličine fajla, stilova i vremena parsiranja kada se kombinuje sa WFS-om. Kao izvor podataka može se istovremeno koristiti više WMS-a i WFS-a, ali to vodi ka veoma slabim performansama klijenta. Tu je i pitanje nivoa detalja koji se prikazuju na mapi. Veći broj detalja utiče na povećanje mrežnog saobraćaja, vremena parsiranja i koncentracije objekata na mapi. Kreator klijentske aplikacije mora sam da proceni koji je to nivo detalja koji će zadovoljiti zahteve korisnika i istovremeno neće ugroziti performanse sistema. Generisanje zahteva, njegovo izvršenje, parsiranje rezultata i prikazivanje generisanih mapa i podataka je kompleksna sekvenca u okviru koje postoji niz prepreka koje je neophodno prevazići da bi se poboljšale performanse sistema: Optimizacija izvornog koda Prilikom pisanja koda, potrebno je koristiti najefikasnije tipove podataka, zatim smanjiti broj operanada koji učestvuju u operacijama tj. koristiti samo one neophodne itd. Restriktivno slanje zahteva prema servisu Svaki zahtev upućen servisu zahteva mnogo obrade i mrežnog saobraćaja. Da bi se povećala efikasnost zahteva, potrebno je razmotriti prednost skladištenja podataka na klijentu u odnosu na upućivanje novog zahteva. U nekim slučajevima je količina podataka koju treba skladištiti isuviše velika pa je skladištenje neizvodljivo, međutim, u slučajevima kada je skladištenje moguće, ponekad je bolje skladištiti podatke umesto da se servisu šalje zahtev svaki put kada su ti podaci potrebni. Da bi se ova vrsta optimizacije uspešno primenila, neophodno je pažljivo razmotriti svaki tip zahteva pojedinačno. Optimizacija koda parsera Prilikom korišćenja parsera neophodno je izbeći višestruke iteracije oko istog XML elementa, tj. svaki element treba da se isparsira samo jednom. Konstante Najčešće korišćene vrednosti treba sladištiti kao konstante. Ovo je brži način za skladištenje u odnosu na skladištenje vrednosti u dinamičkim promenljivim.

43 Konzistentnost podataka je od najveće važnosti. Da bi se održala konzistentnost podataka neophodno je obezbediti zaključavanje objekta prilikom operacije ažuriranja ili uklanjanja. Pre svakog poziva operacije ažuriranja ili uklanjanja, klijent šalje WFS servisu zahtev LockFeature u kojem je navedena oznaka objekta koji se želi zaključati. LockFeature bi trebao sadržati isključivo jedan objekat. Na taj način se minimizuje prenos podataka i obrada na klijentu i izbegava nepotrebno zaključavanje objekata koji nisu od interesa. S obzirom da je operacija LockFeature opcionalna za WFS, klijent prvo mora proveriti njeno postojanje pre nego što počne koristiti zaključavanje. Kada je u pitanju operacija dodavanja objekata, mala je verovatnoća da više osoba istovremeno dodaje isti objekat u bazu, tako da se operacija dodavanja može realizovati i bez zaključavanja. Po završetku transakcije, neophodno je da se zaključavanje automatski deaktivira kako se ne bi pojavio period u kojem nije moguće izvršavati transakcione operacije. Najčešći problem koji se javlja prilikom zaključavanja objekta je isticanje vremena predviđenog za zaključavanje, uglavnom zbog sporog mrežnog saobraćaja, zbog čega dolazi do prekida izvršenja zadate operacije [4]. Pre obavljanja prve transakcije, preporučuje se inicijalno izvršenje GetCapabilities zahteva. S obzirom da transakcije nisu omogućene od strane svakog WFS servisa, važno je da klijent utvrdi da li je to slučaj pre izvšenja prve transakcione operacije. Nakon izvršenja GetCapabilities zahteva, klijent treba da skladišti sadržaj odgovora. Na taj način, klijent vodi evidenciju o svim WFS mogućnostima. Takođe se preporučuje i inicijalno izvršenje DescribeFeatureType zahteva. Klijentska aplikacija je bazirana na trenutnoj lokaciji korisnika, tj. objekti koji se dodaju ili ažuriraju mogu imati samo one koordinate na kojima se korisnik nalazi ili po kojima se kreće. Da bi operacije nad geografskim podacima bile korektne neophodno je identifikovati koordinatni sistem u kojem se nalaze koordinate objekta. Ovo se može učiniti preuzimanjem koordinatnog sistema iz mape ili od pozicionog sistema kao što je GPS prijemnik. Postojanje koordinata registrovanih u mapi vodi ka većoj količini podataka i većem vremenu parsiranja, što rezultira sporijem odzivu u slučaju kada se korisnik kreće. Kada je u pitanju preciznost pozicionog sistema treba naglasiti da svaki pozicioni sistem ima izvesno izobličenje. Na pozicione sisteme bazirane na satelitima negativno utiču poremećaji u atmosferi. Pored toga, takvi sistemi zahtevaju da GPS prijemnik ima otvoren pristup prema nebu i satelitima. Uske ulice sa visokim zgradama svuda unaokolo otežavaju korišćenje GPS-a u slučajevima kada je neophodna najveća moguća preciznost. Sa druge strane, na pozicione sisteme bazirane na stanicama mobilne telefonije negativno utiče spor mrežni saobraćaj koji se javlja u slučaju kada je veliki broj korisnika povezan na isti deo mreže u isto vreme. To nas navodi na zaključak da je u nekim slučajevima GPS predajnik korisniji kao pozicioni sistem, dok je u drugim slučajevima bolje koristiti podatke primljene od stanica mobilne telefonije. Postoji još jedno rešenje u vezi određivanja trenutne lokacije korisnika. U pitanju je tehnologija pod nazivom Assisted GPS (A-GPS)[5]. Ova tehnologija koristi pomoćni server kako bi se smanjilo vreme potrebno za određivanje lokacije upotrebom 1535 uobičajenog GPS-a. A-GPS može biti veoma koristan u urbanim sredinama u kojima je korisnik uglavnom okružen visokim zgradama. Takođe se može koristiti u zatvorenim prostorijama s obzirom da pomoćni server distribuira svoje podatke o poziciji kroz mrežu mobilne telefonije. 3. STUDIJA SLUČAJA Pre nego što je započeto projektovanje sistema, bilo je neophodno odrediti koji softver se može koristiti prilikom njegove implementacije. Sistem je trebalo isprojektovati tako da se može realizovati uz pomoć trenutno raspoloživog besplatnog softvera za serversku i klijentsku stranu. S obzirom da trenutno ne postoji besplatna klijentska aplikacija koja omogućava korišćenje pogodnosti koje nudi OGC WFS-T interfejs, sistem je projektovan tako da koristi pogodnosti OGC WMS interfejsa i web servisa Arhitektura sistema Kao što je prikazano na slici 3., arhitektura sistema je organizovana u dva i po sloja. Slika 3. Arhitektura sistema u studiji slučaja Mobilni sloj se sastoji od klijentske aplikacije instalirane na mobilnom uređaju. Srednji sloj se sastoji od web servisa čiji je zadatak da informaciju o trenutnoj lokaciji klijenta, dobijenu od Mobilnog sloja, prosledi u prostornu bazu podataka. Konačno, Sloj podataka se sastoji od web servisa na kojem je implementirana WMS specifikacija. Zadatak ovog sloja je da se putem OGC WMS interfejsa omogući pristup podacima smeštenim u geoprostornoj bazi podataka Implementacija prototipa Sve veća popularnost mobilnog operativnog sistema Android navodi nas da razmišljamo o njegovim mogućnostima po pitanju prikaza i izmene geoprostornih podataka. Prototip, koji je implementiran na osnovu prethodno opisane arhitekture, koristi Androidov emulator [6] za simulaciju mobilnog uređaja. Kao slednji sloj koristi se web servis implementiran u programskom okruženju Visual Studio Geoprostorni podaci su smešteni u PostGIS bazi [7] i njima se pristupa posredstvom GeoServer-a [8]. Prototip funkcioniše na sledeći način: 1. uz pomoć klijentske aplikacije pristupa se GeoServeru i preuzima željena mapa koja se prikazuje na ekranu Androidovog emulatora, slika 4.,

44 4. ZAKLJUČAK Na osnovu materije izložene u ovom radu i na osnovu saznanja da već postoje klijentske aplikacije na mobilnim uređajima koje koriste pogodnosti Transakcionog WFS servisa, dolazi se do zaključka da je moguće implementirati sistem u kojem bi se klijentska aplikacija nalazila na mobilnom uređaju sa Android mobilnim operativnim sistemom. Takođe, u radu je opisan sistem za upravljanje podacima u geopozicionoj bazi putem mobilnih uređaja i implementiran je prototip na osnovu tog sistema. Za implementaciju aplikacija na klijentskoj strani korištene su trenutno dostupne besplatne Android aplikacije. Kada je u pitanju budući rad, on bi obuhvatao implementaciju Android klijentske aplikacije koja bi koristila pogodnosti Transakcionog WFS servisa i koja bi omogućila kreiranje mapa od slojeva preuzetih iz više WMS i više WFS servisa. Slika 4. Prikaz polazne mape 2. određuje se trenutna lokacija korisnika i preuzima komentar vezan za tu lokaciju, 3. informacija o lokaciji i komentar prosleđuju se web servisu 4. web servis prihvata informacije i upućuje ih PostGIS bazi radi upisa 5. uz pomoć klijentske aplikacije može se pristupiti GeoServeru i potvrditi da je nova lokacija dodata na mapi, slika LITERATURA [1] Open Geospatial Consortium (OGC), Web Feature Service (WFS), Version 2.0, 2010., Geography Markup Language (GML), Version 3.2.1, 2007., Web Map Service (WMS), Version 1.3.0, 2006., preuzeto u februaru god. sa sajta: [2] Knut Sælid, WFS-T and Mobile Clients, Master teza, Univerzitet u Oslu, Norveška, [3] Nieves R. Brisaboa, Miguel R. Luaces, Jose R. Parama, Jose R. Viqueira, Managing a Geographic Database From Mobile Devices Through OGC Web Services, konferencija APWeb/WAIM Workshops, objavljeno u Lecture Notes in Computer Science, izdanje 4357, Springer, [4] Sandra Fällman, Using WFS to build GIS support, Master teza, Umeå Univerzitet, Švedska, [5] Assisted GPS, sajtu pristupljeno u junu god, [6] Android: Android Emulator Guide, preuzeto u martu god. sa sajta: /guide/developing/tools/emulator.html [7] PostGIS, sajtu pristupljeno u februaru god., [8] GeoServer: GeoServer 2.1.x User Manual, preuzeto u martu god. sa sajta: /stable/en/user/ Kratka biografija: Stevica Asak rođen je 17. oktobra godine u Bačkoj Palanci, gde je stekao osnovno i srednje obrazovanje. Zaposlen je u kompaniji Tarkett Eastern Europe sa zvanjem Specijalista za SAP i razvoj aplikacija. Slika 5. Prikaz mape sa dodatom lokacijom 1536

45 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: :535 SIMULACIJE RAZLIČITIH GEOMETRIJSKIH STRUKTURA PLASTIČNIH OPTIČKIH VLAKANA U TracePro SOFTVERU SIMULATIONS OF DIFFERENT GEOMETRIC STRUCTURES OF PLASTIC OPTICAL FIBERS IN TracePro SOFTWARE TOOL Jovan Eror, Jovan Bajić, Dragan Stupar, Miloš Slankamenac, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj U ovom radu opisane su simulacije različitih geometrijskih struktura plastičnih optičkih vlakana u TracePro softverskom alatu. Predstavljeni su principi rada fiber optičkog senzora pomeraja i fiber optičkog senzora indeksa prelamanja, kao i rezultati dobijeni simulacijama ovih senzora. Abstract This paper describes the simulations of different geometric structures of plastic optical fibers in TracePro software tool. Operating principles of fiber optic displacement sensor and fiber optic refractive index sensor are presented, and results of their simulations too. Ključne reči: Plastična optička vlakna, TracePro, Fiber optički senzori, simulacije 1. UVOD Optička vlakna i fiber optički senzori (FOS) zauzimaju značajno mesto u savremenom svetu visokih računarskih i informacionih tehnologija, kao i u laboratorijskim istraživanjima i industriji. Kako bi se ubrzao postupak izbora komponenata sa najboljim karakteristikama u procesu proizvodnje optičkih vlakana i optimizacije FOSa, te kako bi se uvele nove mogućnosti za istraživanje u oblasti optike, razvijeni su mnogobrojni specijalizovani softverski alati za simulaciju optičkih struktura. U ovom radu je dat pregled različitih mogućnosti softverskog alata TracePro za simulaciju različitih geometrijskih struktura plastičnih optičkih vlakana (POF), kao i rezultati simulacija pojedinih senzora. 2. TEORIJSKA ANALIZA Dva važna zakona koja opisuju ponašanje svetlosnih zraka kada svetlost upada na graničnu površ koja razdvaja dve sredine jesu 3. i 4. zakon geometrijske optike, tj. zakon odbijanja i zakon prelamanja svetlosti, respektivno. Zakon odbijanja kaže da se svetlosni zraci prilikom nailaska na glatku ravnu odbojnu površinu usmereno odbijaju, pri čemu je odbojni ugao jednak upadnom, a uglovi se računaju među zrakom i normalom na odbojnu površinu. Upadni zrak, normala i odbojni zrak leže u istoj ravni. Svetlost se u vakuumu prostire brzinom c = m/s. Brzina svetlosnog snopa υ se menja prilikom prostiranja kroz različite sredine i uvek važi da je υ <c. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz diplomskog-master rada čiji mentor je bio dr Miloš Slankamenac Odnos brzine prostiranja svetlosti u vakuumu i nekoj drugoj prozračnoj sredini obeležava se slovom n i naziva se apsolutni indeks prelamanja te sredine: c n = (1) υ Na površinama koje predstavljaju granicu između dve sredine sa različitim indeksima prelamanja dolazi do prelamanja i odbijanja svetlosnih zraka. Zakon prelamanja svetlosti na granici dve sredine najčešće se predstavlja u sledećem obliku: n 1 sin α = n 2 sin β (2) gde je n 1 indeks prelamanja prve, a n 2 indeks prelamanja druge sredine. Ako upadni zrak prelazi iz optički gušće u optički ređu sredinu, onda se zrak prelama od normale na graničnu površinu. Upadni ugao α pri kom je prelomni ugao β = 90º naziva se kritični ili granični ugao i obeležavamo ga sa α g : sin α g = n 2 /n 1 (3) Ako je upadni ugao α veći od kritičnog upadnog ugla, onda sinβ treba da bude veći od 1, što je nemoguće. Tada ne može doći do prelamanja, već postoje samo upadni i odbijeni zrak, a ova pojava se naziva totalna unutrašnja refleksija i predstavljena je zrakom broj 3 na slici 1. (4) (3) n₁ n₂ (2) (1) α αg (4) (3) β (2) Slika 1. Nastanak totalne unutrašnje refleksije [1] Upravo na pojavi totalne refleksije konstruisane su razne vrste optičkih vlakana. U poslednje četiri decenije razvijani su različiti tipovi optičkih vlakana, ali su se u praksi najbolje pokazala optička vlakna koja prenose svetlosne signale po principu totalne unutrašnje refleksije. To su cilindrične strukture koje se sastoje iz dva sloja unutrašnjeg koji se naziva jezgro i spoljašnjeg koji se naziva omotač, kao što je prikazano na slici 2. Da bi se svetlost prenosila totalnom unutrašnjom refleksijom (1)

46 jezgro se pravi od materijala sa većim indeksom prelamanja u odnosu na materijal od kog se pravi omotač. Slika 2. Izgled poprečnog preseka optičkog vlakna Na osnovu materijala od kojih se prave, optička vlakna se mogu podeliti na staklena (GOF) i plastična (POF). Elastičnost plastičnih materijala je dosta veća od elastičnosti silicijuma, tako da jezgra POF imaju znatno veći poluprečnik od staklenih vlakana, u onoj meri u kojoj se ipak zadržava potrebna savitljivost vlakna. Kod GOF je teže postići veliku razliku između indeksa prelamanja jezgra i omotača, što znači da je i ugao prihvatanja svetlosti manji nego kod POF. Jezgro POF-a se uobičajeno pravi od PMMA materijala sa indeksom prelamanja od do za svetlost talasne dužine 589 nm. Omotač se pravi od fluorisanih polimera sa indeksom prelamanja oko 1.4. Pored toga što su lakša i jeftinija POF su i dosta fleksibilnija i pogodnija za obradu u odnosu na GOF. koji potiču iz rešetkastog izvora (Grid Source), površinskog izvora (Surface Source) ili izvora definisanog podacima (File Source), kao i od interakcije svetlosti sa simulacionim modelom. Analiza rezultata moguće su raznovrsne analize kako bi se odredili lokacija, obim i raspodela rezultujućeg fluksa. Kreiranje geometrijskog modela je dosta jednostavno i oslanja se na osnovna znanja iz oblasti geometrije i matematičke logike. Sve strukture se mogu dobiti kombinovanjem trodimenzionalnih geometrijskih tela: kvadar/kocka, valjak, kupa, torus i lopta, kao i ravnih površina željenog oblika. Složenije strukture se dobijaju od ovih osnovnih objekata, njihovim translacijama na željene pozicije, rotacijama za željene uglove, kao i logičkim (boolean) operacijama unije, razlike i preseka između dva ili više objekata. TracePro koristi Monte Karlo metodu za simulacije rasejanja i prelamanja svetlosti, kao i za distribuciju zraka koji potiču iz svetlosnog izvora, tako da se ove pojave tretiraju kao slučajni procesi. Postoje dva moda simulacije prostiranja svetlosnih zraka kroz model: mod analize i mod simulacije. Razlika između njih je u tome što se kod moda analize kao rezultat simulacije prikazuju i putanje svih zraka i njihova interakcija sa površinama modela, dok je kod moda simulacije moguće dobiti samo rezultat interakcije zraka sa nekom izabranom površinom modela, bez prikazivanja putanje zraka. Ovo je razlog zbog kog simulacije u modu analize dosta duže traju. 3. SOFTVER ZA SIMULACIJE TracePro [2] TracePro je specijalizovani softverski alat koji se koristi za modelovanje i simulaciju svetlosnih izvora i optičkih struktura kako bi se omogućila optička analiza prostiranja zraka kroz različite optičke strukture. Ovaj softverski alat je dizajniran tako da pruža jednostavan grafički interfejs za kreiranje i posmatranje modela, dodavanje objekata u njega, dodeljivanje osobina materijala objektima, kao i dodeljivanje osobina površinama i izvorima svetlosti. Put od kreiranja geometrijskog modela strukture koju treba simulirati, pa do analize rezultata simulacije potrebno je proći kroz nekoliko sledećih koraka: Kreiranje geometrijskog modela prvo se konstruiše ili ubaci gotov geometrijski model koji reprezentuje strukturu koja treba da se analizira. Definisanje osobina potrebno je definisati osobine materijala i površina, kao i osobine izvora svetlosti kojima se ostvaruju zahtevane karakteristike odbijanja, prelamanja, apsorpcije i rasipanja, koje su potrebne za dati geometrijski model. Mogu se koristiti osobine koje već postoje u TracePro biblioteci osobina ili se mogu samostalno kreirati osobine koje zadovoljavaju specifične zahteve. Dodeljivanje osobina kada se osobine jednom definišu, one se mogu dodeljivati odgovarajućim objektima i površinama u modelu. Prostiranje zraka prostiranje svetlosti kroz model zavisiće od definisanih parametara zraka SIMULACIJE FIBER OPTIČKIH SENZORA FOS koriste optička vlakna kao elemente za detekciju i/ili prenos signala od senzora do procesora za optičku ili elektronsku obradu. Postoji veliki broj različitih senzorskih aplikacija u kojima se FOS mogu primeniti i stoga se poslednjih godina sve više koriste. Osnovne prednosti ovih senzora su male dimenzije, otpornost na elektromagnetnu interferenciju i mogućnost uklapanja u postojeće fiber optičke komunikacione veze FOS pomeraja Ovaj tip senzora za merenje pomeraja sastoji se od predajnog i prijemnog POF-a i ogledala. Vlakna su postavljena paralelno, tako da stoje jedno uz drugo, kao što je prikazano na slici 3. Ogledalo Prijemno vlakno PD LED Predajno vlakno Slika 3. Osnovna šema eksperimentalne postavke senzora pomeraja [4] Senzor meri pomeranje ogledala i radi na principu modulacije intenziteta svetlosti na izlazu prijemnog vlakna. Intenzitet ove svetlosti zavisi od rastojanja između ogledala i izlaznog kraja predajnog tj. ulaznog kraja prijemnog vlakna. U radu [3] pokazano je da intenzitet

47 odbijene svetlosti zavisi i od poluprečnika i numeričke aperture vlakana. U simulacijama je ispitivan uticaj prečnika vlakna na karakteristiku senzora koji je od njega načinjen. Simulirana su 3 senzora sa različitim prečnicima optičkih vlakana. Jedan senzor je napravljen od vlakana sa prečnikom a 1 =1.5 mm, drugi od vlakana sa prečnikom a 2 =1 mm, a treći od vlakana sa prečnikom a 3 =0.125 mm. Sva tri senzora su napravljena od POF-a sa istim indeksima prelamanja jezgra (PMMA) i istim indeksima prelamanja omotača (fluorisani polimer). Za ove vrednosti indeksa prelamanja jezgra i omotača numerička apertura svih vlakana je jednaka 0.5, tj. ugao otvorenosti vlakana je 30º. LED dioda koja emituje crvenu svetlost talasne dužine 615 nm simulirana je kao svetlosni izvor za sva 3 senzora. Normalizovan intenzitet mm 1 mm mm Rastojanje [mm] Slika 4. Rezultati simulacija dobijeni korišćenjem TracePro softvera Na osnovu grafika na slici 4. može se zaključiti da prečnik korišćenih vlakana ima veliki uticaj na izgled karakteristike senzora pomeraja. Vidimo da se za manji prečnik vlakna dobija uža karakteristika, a maksimum na karakteristici se dostiže ranije, tj. na manjim rastojanjima ogledala od vlakana. Karakteristike sva 3 senzora su linearne u velikom delu opsega pre dostizanja maksimalnog izlaznog intenziteta. Sa grafika vidimo i da senzori sa manjim prečnikom vlakna imaju veću strminu, samim tim i veću rezoluciju, ali uži opseg u kom je karakteristika linearna. uočava tzv. slepa oblast koja postoji na slici 5, jer u simulacijama ne postoji zazor između predajnog i prijemnog vlakna koji postoji u eksperimentalnim merenjima, pa u simulacijama i pri najmanjem pomeraju ogledala od izlazne površine predajnog vlakna dolazi do ulaska odbijene svelosti u prijemno vlakno. Ovaj zazor je i jedan od razloga veće širine karakteristika na slici FOS indeksa prelamanja Ovaj tip senzora za merenje indeksa prelamanja sastoji se od dva POF-a (predajnog i prijemnog) između kojih se nalazi medijum čiji indeks prelamanja n 3 se meri, kao što je prikazano na slici 6. Slika 6. Princip rada senzora [5] Ulazni kraj prijemnog vlakna nalazi se na rastojanju reda veličine milimetra od izlaznog kraja predajnog vlakna. U zavisnosti od toga da li je indeks prelamanja medijuma manji ili veći od indeksa prelamanja jezgra predajnog vlakna, na granici između ovih sredina će dolaziti do prelamanja od ili ka normali, respektivno. Dakle, što je indeks prelamanja veći, to će ugao prelamanja svetlosnih zraka u medijumu biti manji, a prikaz toga imamo i na slici 7, gde u gornjem delu vidimo prelamanje zraka kada je medijum vazduh, a u donjem delu prelamanje kada je medijum glicerin. Slika 5. Rezultati za isti senzor dobijeni eksperimentalnim merenjima [4] Poređenjem rezultat na slici 4. i slici 5. vidimo da su karakteristike dosta sličnih oblika. Na slici 4. se ne 1539 Slika 7. Prelamanje snopa svetlosti u glicerinu (dole) u poređenju sa vazduhom (gore) u TracePro modelima Na osnovu slike 7. lako je zaključiti da će u slučaju medijuma sa većim indeksom prelamanja veća količina zraka ući u jezgro prijemnog vlakna i da ćemo na izlazu ovog vlakna imati veći intenzitet svetlosti. To znači da ovaj senzor takođe spada u grupu onih FOS koji

48 funkcionišu po jednostavnom principu modulacije intenziteta svetlosti. Intenzitet svetlosti na izlazu prijemnog vlakna, pored toga što zavisi od indeksa prelamanja medijuma između vlakana, zavisi i od rastojanja između vlakana i od njihovih poluprečnika. Ulogu medijuma u simulacijama su imali materijali navedeni u tabeli 4.1. Tabela 1. Materijali čiji indeksi prelamanja su ispitivani Tečnost Indeks prelamanja voda (100 %) 1.33 voda (75 %) + glicerin (25 %) voda (50 %) + glicerin (50 %) voda (25 %) + glicerin (75 %) glicerin (100 %) Ispitivan je uticaj prečnika predajnog i prijemnog vlakna na karakteristiku senzora. Simulirane su 4 moguće kombinacije sa predajnim i prijemnim vlaknima prečnika 1.5 mm i 1 mm: K1 prečnik i predajnog i prijemnog vlakna je 1.5 mm K2 prečnik i predajnog i prijemnog vlakna je 1 mm K3 prečnik predajnog je 1.5 mm, a prijemnog 1mm K4 prečnik predajnog je 1 mm, a prijemnog 1.5 mm Simulacioni modeli svih kombinacija vlakana su sa jezgrom od PMMA materijala koji ima indeks prelamanja i omotačem od fluorisanog polimera koji ima indeks prelamanja 1.405, tako da imamo vrednost numeričke aperture vlakna jednaku 0.5, tj. ugao otvorenosti vlakna jednak 30º. Kao svetlosni izvor simulirana je LED dioda koja emituje crvenu svetlost talasne dužine 615 nm. Rezultati simulacija prikazani su na slici 8. Normalizovani intenzitet K1 K2 K3 K Indeks prelamanja Slika 8. Rezultati simulacija dobijeni korišćenjem TracePro softvera Na grafiku sa slike 8. vidimo da su karakteristike prvog i četvrtog, odnosno drugog i trećeg senzora dosta slične. Ova sličnost proizlazi iz toga što kombinacije K1 i K4, kao i kombinacije K2 i K3 imaju isti prečnik prijemnog vlakna. Kombinacija K4 ima malo veći izlazni intenzitet svetlosti u odnosu na K1, kao i kombinacija K2 u odnosu na K3, a to je posledica manjeg prečnika predajnog vlakna kod K4 i K2 u odnosu na K1 i K3, respektivno. Strmina karakteristike je veća za prvi i četvrti senzor, što 1540 je posledica većeg prečnika prijemnog vlakna, a to znači da ovaj parametar ima veliki uticaj na osetljivost senzora. Poredeći prvi i četvri senzor vidimo da četvrti ima uočljivo linearniju karakteristiku i da je stoga kombinacija vlakana K4 najoptimalnija za izradu FOS-a indeksa prelamanja. 5. ZAKLJUČAK U ovom radu su prikazani rezultati simulacija FOS-a pomeraja i FOS-a indeksa prelamanja sredine u softverskom alatu TracePro, kao i poređenje ovih rezultata sa rezultatima dobijenim u eksperimentalnim merenjima. Na osnovu ovih poređenja može se zaključiti da su rezultati simulacija u principu zadovoljavajući i da se velike mogućnosti TracePro softvera mogu koristiti za simulaciju različitih geometrijskih struktura POF-a i drugih tipova optičkih vlakana, kao i različitih tipova FOS-a. 6. LITERATURA [1] M. B. Živanov, Optoelektronika, Novi Sad, [2] TracePro Software for Opto Mechanical Modeling, User s Manual Lambda Research Corporation, Littleton, Masatchusets. [3] J. Bajić, D. Stupar, M. Slankamenac, L. Manojlović, M. Živanov, M. Jelić, A. Joža, Displacement Measurement Using Fiber Optic Coupler, 16 th International Symposium on Power Electronics Ee 2011 Novi Sad, Republic of Serbia, October 26 th -28 th [4] D. Stupar, J. Bajić, M. Slankamenac, M. Živanov, M. Jelić, A. Joža, J. Tomić, Influence of Fiber Diameter on Fiber Optic Displacement Sensor, 16 th International Symposium on Power Electronics Ee 2011 Novi Sad, Republic of Serbia, October 26 th -28 th [5] D. Stupar, M. Slankamenac, N. Stojanović, J. Bajić, M. Živanov, Fiber optički senzor za merenje indeksa prelamanja tečnosti, Zbornik radova FTN Novi Sad. Kratka biografija: Jovan Eror rođen je u Rumi god. Apsolvent je na Fakultetu tehničkih nauka u Novom Sadu na odseku za Mikroračunarsku elektroniku. Jovan Bajić rođen je u Sremskoj Mitrovici god. Master studije je završio na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Mikroračunarska elektronika na usmerenju za Primenjenu elektroniku 2010.god. Dragan Stupar rođen je u Bačkoj Palanci godine. Master studije je završio na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Mikroračunarska elektronika usmerenje za Primenjenu elektroniku god. Miloš Slankamenac rođen je u Novom Sadu god. Doktorirao je na Fakultetu tehničkih nauka 2010.god., a od god. je u zvanju docenta na FTN. Oblasti interesovanja su mu elektronika i optoelektronika.

49 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad KABLOVSKA TELEVIZIJA I DIGITALIZACIJA KABLOVSKE TELEVIZIJE CABLE DISTRIBUTION OF TV SIGNAL AND CABLE DISTRIBUTION DIGITALISATION Jovan Zelinčević, Željen Trpovski, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj Tema ovog rada je razvoj distribucije TV signala, pri čemu se poseban akcenat stavlja na kablovsku televiziju i digitalizaciju kablovske televizije. Abstract This paper is deals with the distribution of TV signal, with special emphasis placed on cable television and the digitalization of cable television. Ključne reči: Televizija, kablovska televizija, kompresija slike, distribucija TV signala. 1. UVOD 1.1. Istorijat televizije Pričanje priča je osnova našeg medijskog društva. Kroz milione godina od kada su ljudi naučili da komuniciraju jedni sa drugima, način izražavanja i zabilježavanja priča se mijenjao. Jedan od poslednjih načina jeste televizija, čije je i značenje način gledanja na daljinu Istorijat TV prijemnika Pronalazak televizije i tehnološkog napretka u poslednjih 120 godina bio je praćen razvojem velikog broja sistema koji su omogućavali prenos zvuka i slike u domove velikog broja ljudi e, njemački naučnik Pol Nipkov (Paul Nipkow) je patentirao mehanički uređaj koji je mogao da skenira sliku. Uređaj je imao vertikalni rotirajući disk na kojem su bile rupe koje su bile raspoređene spiralno po disku. Nakon jednog kruga diska, kompletna slika je skenirana. Za reprodukciju slike koristi se isti rotirajući disk sa rupama. Glavni izum bio je ikonoskop, prethodnik kamere koji se koristio u novom poboljšanom televizijskom sistemu. Korišćenje elektronike omogućilo je podjelu slike u mnogo više linija nego prije. Na početku, bilo je nekoliko sistema za emitovanje televizije. Sjeverna i Južna Amerika odlučile su da koriste sistem sa 525 linija i 30 slika u sekundi. Razlog za to bio je što su u električnoj mreži koristili naizmenični napon sa 60Hz. U to vrijeme, postojao je veliki rizik od poremećaja slike ako se koristi brzina prenosa slike koja nije umnožak mrežne frekvencije. U Evropi se koristila 50Hz AC pa je izabran sistem sa 25 Hz. U Evropi, bilo je različitih mišljenja o tome koji broj linija treba da se koristi. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Željen Trpovski, vanr. prof UDK: Velika Britanija je predstavila sistem od 405 linija, dok je Francuska uvela sistem od 819 linija. Ostatak Evrope je uveo sistem od 625 linija koji se i danas koristi. Slika u boji je u stvari kombinacija od tri slike, svaka slika predstavlja količinu boje koja odgovara nivou svake od tri osnovne boje u slici. Crvena (Red-R), Zelena (Green-G) i Plava (blue-b). Kod televizora u boji, optička slika je podjeljena na tri osnovne komponente korištenjem prizme ili sklopom ogledala i određenim filterima za boju Sistemi za prenos slike u boji Televizijski sistem za prenos slike u boji koji je razvijen 1950-tih i 60-tih se zasniva na crno-bijeloj slici koja se prenosi skoro u punoj rezoluciji. Evropski sistem za prijenos crno-bijele slike zahtijeva oko 5 MHz propusni opseg. Od tih 5 MHz, spektar crno-bijele slike pretežno zauzima opseg od 0 do 4 MHz. U spektru, u prostoru od 4 MHz do 5 MHz nalazi se podnosilac na frekvenciji od oko 4,43 MHz. Podnosilac prenosi informaciju o kojoj boji se radi i koliko je jaka boja (zasićenje) koje je potrebno predstaviti u svakoj tački ekrana. Informacija o boji ima manju širinu spektra od crno-bijele slike, zbog toga signal boje ima lošiju rezoluciju, ali ovo nema uticaja na kvalitet slike jer ljudsko oko ne zapaža detalje u boji. Informacije o boji se fazno modulišu, faza ili ugao podnosioca predstavlja informaciju o kojoj se boji radi dok amplituda predstavlja informaciju o zasićenju boje određenog piksela. Podnosilac koji se koristi za boju se poredi sa referentnim signalom koji se ažurira na početku svake linije poređenjem sa malim dijelom referentnog signala koji se prenosi na početku svake linije. Ovaj mali dio referentnog signala se naziva burst. Ovakav sistem zahtijeva manji frekvencjiski prostor, omogućavajući da se televizor u boji uklopi u crno-bijeli televizijski kanal i da omogući punu kompatibilnost sa tada postojećim crno belim sistemom. Ovo je bilo bitno zato što je omogućavalo i da crno-bijeli prijemnici prime TV signal u boji. Tada nije bilo isplativo da se posebno šalje signal za TV prijemnike u boji. 2. SISTEMI PRENOSA 2.1. Zemaljska televizija Decenijama je zemaljski prenos TV signala bio jedni način distribucije, a ujedno je i najstari način prenosa TV signala. Jedan od razloga je i taj što za prijem nije potrebna nikakva dodatna oprema u vidu kablovske TV, interneta ili satelitskih antena. Televizijski prenos u Evropi je počeo 1950-tih koristeći VHF (Very High Frequency) opseg između 47MHz i 230

50 MHz. Ovaj frekvencijski opseg se još koristi za prenos prvog nacionalnog kanala u većini Evropskih zemalja. Opseg II, od 87 do 108 MHz koristi se za FM radio dok opseg III, MHz uključuje kanale 5, 6, 7, 8, 9, 11 i 12. UHF opseg, koji pokriva frekvencije od MHz, u ovom opsegu se nalaze kanali od Prenos televizijskog signala na UHF mnogo više zavisi od optičke vidljivosti između predajnika i prijemnika nego kod VHF Satelitska televizija Ideja satelitske televizije sastojala se u tome da se odredi udaljenost od Zemlje gdje će satelitu biti potrebno tačno 24 sata da obiđe Zemlju. Ta udaljenost je km. Satelit na toj udaljenosti od Zemlje praktično je nepokretan u odnosu na Zemlju koja rotira okosvoje ose. To područje se naziva geostacionarna zona. Signali koji se šalju putem satelita, šalju se sa zemlje do satelita putem uplink-a. Signali koji se šalju sa Zemlje prema satelitima, obično koriste vrlo visoke frekvencije, u Evropi su to 14GHz i 18 GHz. Za emitovanje signala sa satelita koriste se transponderi. Transponder je radio kanal sa propusnim opsegom oko 30 MHz. U vrijeme analogne televizije koja je koristila FM modulaciju, jedan televizijski kanal je popunjavao cijeli transponder. Danas 8 do 10 kanala stane u DVB multipleks što rezultuje bitskom brzinom od 38 Mbit/s do 44 Mbit/s, što odgovara propusnom opsegu jednog transpondera. Frekvencijski opseg između 950 MHz i 2150 MHz se naziva L-opseg. Ovaj opseg se koristi za satelitski uplink. Sateliti mogu da koriste isti frekvencijski opseg dva puta. Sateliti pri emitovanju signala koriste i vertikalnu i horizontalnu polarizaciju signala tako da se pomoću ovoga frekvencijski opseg udvostručava i tako iznosi 4100 MHz. Tako je moguće smjestiti 160 transpondera u svaki satelit za prenos televizijskog signala. 160 transpondera je moglo da prenese 160 analognih TV signala. Sa digitalnom tehnologijom taj broj iznosi od 1200 do 1600 kanala po jednom satelitu Kablovska televizija Osnovna ideja osnivanja kablovske televizije jeste da krajnji korisnik može gledati veći broj televizijskih kanala bez dodatne opreme. Prema tome analogna televizija je aktivna dugo vremena u kablovskoj televiziji. Srce kablovske televizije je mrežno središte, centrala gdje se prijemni signali uređuju. U mreženom središtu se nalazi veliki broj satelitskih antena često malo većih dimenzija nego kod individualnih korisnika. Još jedna, velika razlika kod satelitskih antena u mrežnom središtu je ta što one moraju da simultano primaju obje polarizacije i oba dijela satelitskog downlink frekvencijskog opsega. Kod većine individualnih korisnika satelitski prijemnik može da prima samo jedan kanal. Signali sa satelitskih antena se dijele u okvire u kojima se nalaze satelitski prijemnici. Nakon što se analogni audio i video signali dobiju, proslijeđuju se modulatorima koji odgovaraju TV predajnicima i generišu željeni broj analognih TV kanala. Ovo konvertovanje digitalnog satelitskog signala u analogni kanal, obezbjedilo je da krajnji korisnik zadrži analognu opremu. Modulatori su međusobno povezani da bi obezbijedili kompletan paket kanala koji se šalju kroz kablovsku TV mrežu. Kablovska TV mreža dijeli se na tri nivoa distribucije: D1, D2 i D3, kao što je prikazano na slici 1. D1 je na najvišem nivou distribucione mreže, ona povezuje različite dijelove grada. D2 je nivo distribucije unutar D1 nivoa, a D3 je nivo koji se koristi unutar stambenih zgrada. Slika 1. Podjela kablovske televizije na tri osnovna distributivna nivoa Propusni opseg koji je potreban za prenos jednog kanala je 7 MHz. Na početku kablovske televizije koristio se svaki drugi kanal, zbog problema filtriranja kod starih TV prijemnika. Slobodni kanali koji su se mogli koristi su kanal 3 (opseg I), kanali 5, 7, 9 i 11 (opseg III) ili kanali 2 i 4 (opseg I) kanali 6, 8, 10 i 12 (opseg III). Nisu mogli da se koriste ni kanali koji su se koristili u zemaljskoj televiziji. Da bi se riješio problem propusnog opsega, uvedena su dva nova frekvencijska opsega. To su donji i gornji S-opseg. Donji S-opseg koristi frekvencije od 108 MHz do 174 MHz u kojem se nalaze kanali od S2 do S10 i gornji S-opseg koji koristi frekvencije od 230 MHz do 300 MHz u kojem se nalaze kanali od S11 do S20. Mnogo godina od uvođenja kablovske televizije, velike kablovske mreže su bile ograničene na frekvencijski opseg ispod 300 MHz. Kako su se pojavili bolji pojačivači, bilo je moguće koristiti frekvencijski opseg od 400 MHz do 500 MHz. Opseg od 300 MHz do 470 MHz se naziva hiper opseg i sadrži kanale od S21 do S41. U većini evropskih zemalja se koriste kanali od S21 do S38, a propusni opseg potreban za prenos jednog kanala na ovim frekvencijama je 8 MHz. Na slici 2. su prikazani frekvencijski opsezi i kanali koji se koriste u kablovskoj televiziji IPTV IPTV se može definisati kao sistem koji digitalni video sadržaj, kao što je televizija, dostavlja putem internet protokola (IP). Na slici 2. prikazani su ključni elementi IPTV-a. Slika 2. Ključni elementi IPTV-a 3. KABLOVSKA TELEVIZIJA Pošto je kablovska televizija specijalizovan sistem za prenos velikog broja analognih televizijskih signala, topologija ili izgled mreže je prilagođena za maksimalnu efikasnost u obavljanju te funkcije. Arhitektura koja je evoluirala prije uvođenja optičkih vlakana zove se drvo-igrane (tree-and-branch), i ona je prikazana na slici

51 Slika 3. Drvo i grane kablovska topologija Postoji pet glavnih dijelova klasičnog kablovskog sistema: (1) mrežno središte, (2) glavni vodovi (trunk cables), (3) distribucioni vod, (4) vod do i unutar stambene jedinice i (5) oprema za prijem televizijskog signala. Mrežno središte je tačka nastanka signala u kablovskom sistemu. Signali se primaju preko antena za prijem zemaljske televizije, satelitskih antena, zemaljskih mikrotalasnih kanala, ili koaksijalnih veza iz lokalnih izvora. Svaki kanal se lokalno obrađuje, adaptira ili moduliše da bi se odgovarajući televizijski kanal distribuirao korisniku. Nakon toga se kanali pomuću FDM-a (Frequency Division Multiplexing) raspoređuju da bi popunili cijeli dozvoljeni spektar prije puštanja u distribucioni sistem. Distribucioni sistem ima zadatak da dostavi kompletan FDM spektar do svakog korisnika i pri tome mora da ispuni određene standarde kvaliteta. Najefikasniji dizajn koaksijalne mreže za velike sisteme sadrži kaskade pojačivača sa identičnim dobitkom razdvojeni dužinom kabla koja odgovara dobitku pojačivača. Gubitak kroz koaksijalni kabl varira približno kvadratnom korijenu frekvencije. Da bi se dobio ravan gubitak u FDM spektru koristi se izjednačavanje mreže (equalizing networks). Tako su ulazni i izlazni nivo svakog pojačivača nominalno identični, u takvim okolnostima odnos nosilac-šum i nosilac-intermodulacioni proizvod opada kao logaritam broja kaskadnih pojačavača HFC (Hybrid fiber-coaxial) Najranija primjena linearnog optičkog prenosa u vodovima bila je da skrati kaskade tako da je moguće povećati propusni opseg. Za nekoliko godina, smanjena je cijena i povećane performanse optičkih vlakana što je rezultovalo smanjenjem čvorišnih prostora, skratćenjem kaskada i povećanjem propusnog opsega. Danas, optički predajnici imaju down-stream gornje frekvencije od 870 MHz i mogućnost prenosa više od 100 analognih kanala plus ostale signale sa nivoom odnosa nisilac/šum demodulisanog signala od 53 db i nivoom odnosa nosilac/intermodulacije od 65 db. Na slici 4. prikazana je HFC topologija kablovske televizije. Korišćenje talasne dužine od 1550 nm omogućava da operatori iskoriste manje gubitke na tim talasnim dužinama, optičkie pojačavače i multipleksa talasnih dužina (WDM). WDM omogućava da više optičkih signala dijele jedno optičko vlakno. Optički vod bez pojačavača ima domet od 60 km, a korištenjem pojačavača je omogućen domet do 200 km Slika 4. HFC topologija kablovske televizije 3.2 DOCSIS protokol za kablovske modeme Set specifikacija naziva se DOCSIS (Data-Over-Cable Service Interface Specification). DOCSIS je bio prva prilika da oprema potrebna za prijem kablovske televizije pripada kupcima. Standardizacija je neophodna da bi se osiguralo da svaki modem nezavisno od proizvođača može da se poveže na mrežu. Dalje, ako korisnik pređe na drugi kablovski sistem modem će raditi u tom novom sistemu. Mnogi proizvođači trude se naprave proizvod koji odgovara standardnu, a sa time dolaze inovacije i niža cijena Mrežno središte (Head End) Mrežno središte ima tri osnovne funkcije. Prva je prijem signala, druga je obrada signala i treća je operacije koje obavlja mrežno središte. Mrežno središte kablovske televizije kao i krajnji korisnici koriste različite sisteme za prijem televizijskog signala. Najuobičajeni načini prijema televizijskog signala u mrežnom središtu je preko antena za prijem zemaljskog televizijskog signala i preko antena za prijem satelitskog televizijskog signala. Pored ova dva metoda koja su najčešće u upotrebi, postoje i druge metode. Jedan je prijem signala preko zemaljskih FM mikrotalasa a drugi je prijem televizijskog signala direktno iz televizijske stanice. Za obradu signala u mrežnom središtu koriste se elektronski uređaji. Ovi uređaji su signalni procesor, RF uređaj koji prima televizijski signal i priprema ga za prenos putem koaksijalnog kabla, modulator, demodulator, stereofonični koder. Glavne operacije koje treba da obavlja mrežno središte su usvajanje plana za podjele frekvencijskog opsega, RF upravljanje i upravljanje optičkim kablovima. 4. DIGITALNA TELEVIZIJA Digitalna televizija (DTV) je prenos videa i slike pomoću digitalnog signala, za razliku od analognog signala kojeg je koristila analogna televizija. Digitalna televizija ima mnogo prednosti nad analognom televizijom. Prva prednost je što je moguć prenos signala na proizvoljno velike razdaljine (upotrebom repetitora), druga prednost je što digitalna televizija koristi manje propusnog opsega. Digitalna televizija podržava mnogo različitih formata slike definisanih kombinacijom različitih parametara kao što su veličina slike, odnos visine i širine slike i prepletanja poluslika. Sa emitovanjem zemaljske digitalne televizije, raspon formata može se podijeliti u dvije kategorije i to HDTV i SDTV.

52 4.1. Kompresija digitalnog video signala Nekomprimovani digitani video signal zahtijeva veoma visoke brzine prenosa podataka. Ove brzine su toliko visoke da bi bilo neekonomično prenositi ili skladištiti nekompresovan digitalni video zapis. Zato je potrebna kompresija podataka, tako da je video još uvjek prihvatljivog kvaliteta, dok se opisuje sa mnogo manje bita. Ovaj tip kompresije je poznat kao kompresija sa gubicima, jer se neke informacije odbacuju tokom procesa kodovanja. Prva velika primjena digitalne video kompresije je bila i još uvjek je, emitovanje televizijske usluge (satelitski, kablovski i zemaljski prenos). Ove aplikacije zahtijevaju standardne mehanizme kodiranja koji razumiju svi dekoderi na tržištu. Poznati MPEG standard je najbolji primjer za to Kodovanje nepokretne slike Video se može predstaviti kao serija nepokretnih slika. U oba slučaja komprimovanja, nepokretne ili pokretne slike, postoji nekoliko ključnih koraka koji se primjenjuju: 1. Odabiranje i predobrada 2. Formiranje blokova 3. Transformaciono kodovanje (DCT) 4. Kvantizacija 5. Run-length kodovanje 6. Entropijsko kodovanje Kodovanje pokretne slike Kodovanje nepokretne slike se koristi za kodovanje unutar okvira. U ovom dijelu bavit ćemo se kodovanjem između okvira. Sve tehnike koje se koriste u kodovanju nepokretne slike mogu se primjeniti i na razlike između jednog okvira i sledećeg. Dvije tehnike se često koriste zajedno za kodovanje između okvira: 1. Izračunavanje između makroblokova u jednom i drugom okviru (razlika slike) 2. Pokušaj da se nađe najbolje podudaranje između makrobloka u jednom okviru i makrobloka u drugom okviru i da se pošalje vektor pokreta (kompenzacija pokreta) 5. DIGITALNA KABLOVSKA TELEVIZIJA Na slici 5. prikazana je šema digitalne kablovske televizije. Tu se kao i kod analogne kablovske nalaze tri dijela i to: prijem, obrada i distribucija. Za obradu signala u digitalnoj kablovskoj televiziji koristi se uređaj DCM (Digital Content Manager). On predstavlja srce mrežnog središta (headend). Preko uređaja RFGW se signal prebacuje na već postojeću infrastukturu analogne kablovske mreže. DOCSIS standard propisuje širinu televizijskog kanala u Evropi od 8 MHz. Ova širina kanala je dovoljna za prenos jednog analognog televizijskog signala. Korištenjem 256- QAM modulacije moguće je ostvariti prenos od Mbit/s preko ovoga 8 MHz-a širokog prenosnog kanala. Kroz kanal kojim je se prenosio jedan analogni televizijski signal, korištenjem digitalnog prenosa moguće je prenijeti 5 HDTV signala. 6. ZAKLJUČAK Od nastanka kablovske televizije pa do danas, kablovska televizija je unapređivala svoje usluge. Prvo veliko unapređenje omogućilo je uvođenje optičkih vlakana u prenos televizijskog signala. To je dovelo do stvaranja HFC (Hybrid Fiber Coax) mreže, koja se i danas koristi. Najveće unapređenje kablovske televizije omogućila je digitalizacija. Preko kanala koji je prenosio jedan analogni televizijski signal, danas je moguće prenositi 5 HDTV signala. 7. LITERATURA [1] Walter Ciciora, James Farmer, David Large, Michael Adams, Modern Cable Television Technology Video, Voice and Data Comunication, 2 nd Edition, Morgan Kaufmann Publishers, 2004 [2] Lars-Ingemar Lundström, Understanding Digital Television - An Introduction to DVB Systems withsatellite, Cable, Broadband and Terrestrial TV, Focal Press, 2006 [3] Kratka biografija: Jovan Zelinčević rođen je u Doboju god. U Modriči je završio Gimnaziju "Jovan Cvijić", Fakultet tehničkih nauka je upisao god. Željen Trpovski rođen je u Rijeci, godine. Doktorirao je na Fakultetu tehničkih nauka god. Od ima zvanje vanrednog profesora. Oblast interesovanja su telekomunikacije i obrada signala. Slika 5. Šema digitalne kablovske televizije 1544

53 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad PRIMENA CSCW SISTEMA U IZVOĐENJU NASTAVE NA FAKULTETU Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVOO Kratak sadržaj U ovom radu istražena je primenjivost CSCW sistema u izvođenju nastavnog procesa. Istraživanje je sprovedenoo kroz kreiranje kompjuterskog sistema koji služi toj nameni korišćenjem CSCW metoda i tehnologija. Abstract This paper explores applicability of CSCW systems in teaching process. Research was conducted through creation of computer system for that purpose by usage of CSCW methods and technologies. Ključne reči: Računarstvo, CSCW, Informacioni sistem 1. UVOD AN APPLICATION OF CSCW SYSTEMS AT FACULTY Miroslav Knežević, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad UDK: dva shvatanja šta kooperativni rad, ili kooperativne e aktivnosti predstavljaju: 1. aktivnosti koje uključuju manji broj osoba koje u jednom trenutku obavljaju neki zadatak. 2. akivnostii ugrađene u podelu rada. Prethodno navedena shvatanja nisu međusobno isključiva, niti predstavljaju dve disjunktne celine jer mnoge aktivnosti tačke 2 često obuhvataju aktivnosti tačke 1. [2] CSCW je istraživačka oblast koja proučava na koji načinn kolaborativne aktivnosti i njihova koordinacijaa mogu biti podržani sredstvima kompjuterske tehnologije. [3] CSCW je akronim od Computer Supported Cooperative Work (kompjuterski podržan kooperativni rad) i nastao je godine kada su Paul Cashman i Irene Grief okupili grupu istraživača iz različitih disciplina i organizovali radionicu u kojoj su proučavali načine na koji ljudi rade i kako tehnologija može taj rad učiniti boljim i efikasnijim. Termin Computer Supported Cooperative Work je poslužio kao opis te radionice [1]. Nakon toga zavladalo je veliko interesovanje za pomenutu problematiku što je i poslužilo kao osnova za formiranje oblasti CSCW-a. Glavni ciljevi CSCW-a jesu obezbeđivanje prostora za (asinhroni ili sinhroni) rad grupe ljudi, zatim pružanje dovoljno informacija grupi kao i hardversko-softverskih alata za dati rad. CSCW pri tom rešava sledeće osnovne probleme: artikulisanje kooperativnog rada, deljenje informacionog prostora i adaptiranje tehnologije organizaciji i obrnuto [2]. Pokušaj da se iskoristi kompjuterska tehnologija kako bi se što efikasnije podržao kooperativni rad nije došao sa istraživanjima iz CSCW-a. Čak se može reći da je kompjuterska podrška kooperativnom radu jedan od osnovnih ciljeva računarskih nauka. Međutim, do pojave CSCW-a svaki koncept se završavao manje-više neuspešno. Jedan od razloga za to su sigurno bila i tehnološka ograničenja, ali i nedovoljno razumevanje kooperativnog rada kao takvog. Uvođenjem znanja iz ostalih naučnih disciplina, relevantnih za posmatranu problematiku, CSCW je pokušao da prevaziđe taj problem. Da bi se CSCW definisao neophodno je prethodno definisati kooperativni rad. Uopšteno govoreći, postoje NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Dragan Ivetić, red.prof. 1.1 Klasifikacija CSCW sistema CSCW sistemi se mogu klasifikovati na više načina. Uobičajene podela je klasifikacija u odnosu na mesto i vreme kolaboracije i u literaturi je poznataa kao CSCW matrica. Matrica je prvi put predstavljena godine. [4] Isto mesto (kolocirano) Različito mesto (dislocirano) Prva dimenzija je prostorna i odnosi se na pitanje da li učesnici kolaboracije tu aktivnost vrše na istom mestu ilii su geografski udaljeni. Druga dimenzija je vremenska, i govori da li se kolaboracija obavlja sinhrono ili asinhrono. U slučaju sinhrone kolaboracije učesnici su u datom intervalu prisutni u sistemu, dok u asinhronoj nisu. 1.2 Groupware Tabela 1. Klasifikacija CSCW sistema Isto vreme (sinhrono) Interakcijee licem u lice Udaljenaa interakcijaa Različito vreme (asinhrono) Trajni zadaci Komunikacija + koordinacija Groupware predstavlja skup hardverskih i sotfverskih tehnologija koje omogućavaju komunikaciju i kolaborativni rad grupe korisnika. Iako ih mnogi autori poistovećuju, CSCW i groupware nisu sinomimi. CSCW je naučna disciplina koja je orijentisana ka razumevanju i proučavanju kooperativnog rada u cilju dizajniranja kompjuterskih tehnologija koje kooperativni rad podržavaju, dok groupware objedinjujee tehnologije namenjene za podršku kooperativnom radu. 1545

54 2. CSCW SISTEM ZA PODRŠKU NASTAVNOM PROCESU Projektni zadatak jeste dizajnirati i implementirati kompjuterski sistem (u daljem tekstu GimCSW) koji će služiti kao podrška nastavnom procesu na fakultetu. Realan sistem koji se posmatra je nastavni proces koji izvodi Grupa za grafiku, interakciju i multimediju (Grupa GIM). Grupa GIM pripada Katedri za primenjene računarske nauke Fakulteta tehničkih nauka u Novom Sadu. Softver koji se zahteva jeste namenskog tipa, sa namerom da se podrži konkretan realan sistem, ali jedan od ciljeva je takođe i široka primenjivost i ponovna upotrebljivost samog sistema. Posmatrani nastavni proces se izvodi po odredbama Bolonjske povelje i kao takav predstavlja dobar primer opštosti nastavnog procesa, kao i ponovne upotrebljivosti kompjuterskog sistema koji bi služio kao podrška. Pored toga, bitna osobina pomenutog sistema jeste velika dinamičnost samog nastavnog procesa: česte promene i adaptacija nastavnog plana i programa, a samim tim i česte promene nastavnog materijala. Slika 2. Tokovi informacija nastavnog procesa Grupe GIM između nastavnika i studenata Posmatranjem i analizom pomenutog realnog sistema, a to su aktivnosti Grupe GIM, dolazi se do zaključka da bi GimCSW trebao da omogući sledeće zahteve: - povećanje dostupnosti nastavnog materijala i ostalih relevantnih informacija, - evidenciju ocena i rezultata nastave, - povećanje opšteg stepena komunikacije između svih učesnika sistema, - koordinaciju aktivnosti učesnika sistema, - veće uključivanje studenata u nastavni proces i - povećanje stepena kolaboracije svih učesnika sistema. Slika 1. Tokovi informacija nastavnog procesa Grupe GIM između nastavnika i studenata Slika 1. prikazuje tokove kretanja informacija unutar nastavnog procesa koji izvodi grupe GIM. Nastavnici omogućavaju studentima nastavni materijal, izdaju obaveštenja, vrše pregled i ocenjivanje projektnih radova, testova i zadataka. Studenti se mogu posmatrati zasebno ili u grupama (timovima). Oni predaju nastavnicima projektne radove na pregled i ocenjivanje i utiču na poboljšanje nastavnog procesa (obično kroz ankete). Slika 2. prikazuje tokove kretanja informacija od nastavnika prema saradnicima i posmatračima. Saradnici i posmatrači mogu biti nastavnici sa drugih fakulteta, stručni saradnici, ili samo konzumenti nastavnog sadržaja, odnosno posmatrači. S obzirom da se pored izvođenja nastave Grupa GIM bavi i naučno-istraživačkim radom, koautorstvom i publikovanjem radova, ti tokovi su takođe prisutni u sistemu. Pored toga su prisutni i dvosmerni tokovi kolaboracije, komunikacije i koordinacije aktivnosti sa saradnicima Grupe GIM, kao i obaveštenja Grupe GIM saradnicima i posmatračima sistema Navedene funkcionalnosti se mogu nazvati opštim zahtevima koje GimCSW treba da ispuni. 2.1 Odabrane tehnologije S obzirom na opšte zahteve koje se postavljaju pred GimCSW, nameće se zaključak da najbolje rešenje za implementaciju predstavljaju veb orijentisane tehnologije, odnosno GimCSW treba da bude implementiran kao veb aplikacija. Razlozi za ovo leže u velikom broju korisnika, kao i zahtevima za visoki stepen dostupnosti samog sistema. Tipične komponente veb aplikacije prikazane su na dijagramu sa slike 3: Slika 3. Arhitektura tipične veb aplikacije Pored arhitekture tipične veb aplikacije, slika 3. prikazuje i konkretne komponente koje implementiraju date

55 tehnologije. Osnovni razlozi za izbor ovih komponenata jeste njihova pouzdanost i visoka rasprostranjenost među korisnicima. Gotovo sve komponente su besplatne i otvorenog koda, sa širokom zajednicom korisnika, dobrom podrškom i velikim skupom alata za razvoj. 2.2 Arhitektura Aplikacije GimCSW predstavlja multikorisnički, visoko dostupan, veb orijentisan softverski sistem koji služi kao podrška nastavnom procesu na fakultetu. Zbog odabranih tehnologija (veb orijentisanih) i velikog broja korisnika, potrebno je obezbediti modularnu i fleksibilnu arhitekturu, orijentisanu ka komponentama i podsistemima, kako bi se nadogradnjaa i izmena sistema mogla lako vršiti. Glavni sistemi Aplikacije koriste dodatno koriste skup podsistema: - podsistem za upravljanje korisnicima, - podsistem za poruke, - podsistem za notifikacije, - podsistem za upravljanje fajlovimaa i - podsistem za evidenciju rezultata nastave Specifikacijaa i dizajn GimCSW sistema GimCSW se sastoji od skupa komponenata, podsistema i glavnih sistema. Osnovna karakteristika komponente ilii podsistema jeste enkapsulacija funkcionalnosti i programske logike. Ono što razlikuje komponentu od podsistema jeste činjenica da se komponenta može instancirati od strane nekog glavnog sistema (fakulteta, odseka, predmeta ili vorkspejsa) čime efektivno postaje deo tog sistema, dok podsistem postoji nezavisno od ostalih sistema. Glavni sistemi GimCSW-a su oni koji predstavljaju osnovne funkcionalnosti kompletnog sistema. U ovom radu su predstavljena dva podsistema GimCSW- a: podsistemi za notifikacije i evidenciju rezultata nastave Podsistem za notifikacije Notifikacije predstavljaju poruke poslate korisnicima od strane GimCSW-a na neki događaj u sistemu. Događaji, sadržaj poruke, način isporuke kao i sami korisnici koji poruku primaju su promenljivi i zavise od različitih faktora koji su definisani u ostalim delovima GimCSW-a (npr. obaveštenja vezana za određeni predmet dobijaju studenti koji pripadaju nezaključenoj generaciji tog predmeta). Model kojim se ostvaruje ova funkcionalnost je prikazanaa na slici 5: Slika 4: Arhitektura GimCSW-a Na slici 3. je prikazanaa gruba arhikektura GimCSW sistema. GimCSW čine najvažniji sistemi: evidencija fakulteta, odseka, predmeta, kao i vorkspejs sistem. Svi navedeni sistemi koriste skup komponenata koji omogućavajuu evidenciju informacija i kolaborativnii rad. Te komponente su: - komponenta za obaveštenja, - CMS komponenta, - kalendar događaja (komponenta za upravljanje događajima), - komponenta za ankete, - komponenta za diskusije i - komponenta za verziranje fajlova. Sa slike 12. se može videti da glavni sistemi sadrže gotovo identičan skup komponenata, pa se u daljem razvoju sistema oni mogu generalizovati sa komponentom koja bi objedinjavala sve zajedničke karakteristike, dok bi fakultet, odsek, predmet i vorkspejs predstavljali specifikaciju opšte komponente. Slika 5. Model notifikacija Slika 5. prikazuje objektni model koji se koristi u podsistemu za notifikacije. Notifikacija je definisanaa nazivom i može imati jednu ili više poruka. Poruke su podeljene prvenstveno po tipu ( , smss i dr). Svakaa poruka sadrži templejte (eng. template šablon) koji zapravo predstavljaju temu i telo (sadržaj) poruke. Templejti se sastoje od teksta, ali dozvoljavaju upotrebuu specijalnih tokena (eng. placeholder) koji predstavljaju atribute konkretnog korisnika kome se poruka šalje. Vezna klasa koja predstavlja poruku korisniku koristi se za istoriju poslatih poruka i pored vremena slanja i indikatora da li je poruka uspešno poslata ili ne, sadrži i renderovan templejt poruke. 1547

56 2.3.2 Evidencija rezultataa nastave Podsistem evidencije rezultata nastave obezbeđuje podršku modelu ocenjivanja koji sprovodi Grupa GIM. GimCSW podržava model ocenjivanja (ispitni model) koji se sastoji od više ispita: teorijskih, praktičnih, kao i bodovanja dobijenog kao rezultat prisutnosti studenta nastavi. Slika6. Objektni model evidencije rezultata nastave Objektni model koji je prikazan na slici 6. obezbeđuje model ocenjivanja koji primenjuje Grupa GIM. Svaki ispit učestvuje sa određenim procentom u konačnoj sumi bodova. Ukoliko je ispit obavezan za potpis iz predmeta, GimCSW uskraćuje studentu potpis u slučaju da student ne ostvari minimum bodova koji su definisani za ispit. Pored toga, ispit može biti sintetički, odnosno međuispit ukoliko bodovi za njega nisu rezultat realnog testa koji student polaže, nego predstavlja sumu jednog dela preostalih ispita (npr. ukupna teorija, ukupan broj bodova sa vežbi, ukupan broj bodova ostvaren na projektima, ukupan broj bodova na predmetu i sl). Pored evidencije ocena, ovaj podsistem takođe podržava i evidenciju prisutnosti, kao i bodovanje prisutnosti po određenoj šemi. Šema bodovanja prisutnosti predstavlja mapiranje između broja izostanaka i broja bodova koji se dobijaju na prisutnost. Konačan broj bodova predstavlja sintetički ispit za koga je moguće izračunavanje na dva načina: automatski na osnovu vrednosti atributaa procentualnog učešća ispita u konačnoj oceni i unosom jednačine u kojoj figurišu nazivi ispitivanja. 3. ZAKLJUČAK Predmet ovog rada jeste istraživanje primenjivosti CSCW sistema na nastavni proces. Istraživanje je sprovedeno kroz kreiranje kompjuterskog sistema (GimCSW) koji služi toj nameni. Posmatran je realan sistem, nastavni proces koga izvodi Grupa GIM sa Katedre za primenjene računarske nauke Fakulteta tehničkih nauka u Novom Sadu. GimCSW je implementiran kao veb aplikacija koristećii tehnologije otvorenog koda. PHP je korišćen kao aplikaciona platforma, a interfejs je kombinacija HTML- a, Javascript-a i CSS-a. Pored ovih tehnologija, korišćenii su i principi na kojima rade CMS sistemi (npr. wikipedia), video striming (streaming), konferencije, višekorisnički i editori i informacioni sistemi. Najveći problem prilikom izrade bilo je artikulisanje aktivnosti učesnika i utvrđivanje načina za podršku kooperativnog rada na fakultetu. Kooperativni rad tokom nastavnog procesa je prilično raznovrstan i bilo je potrebno pokriti većinu slučajeva. Jedan od primarnih zahteva bio je omogućiti veliku fleksibilnost sistema. Fleksibilnost je ostvarena visokim stepenom modularnosti i dobrim razdvajanjem odgovornosti po modulima sistema. To je najbolje ilustrovano kroz korišćenje CMS komponente u glavnim sistemima GimCSW-a jer se jednostavnim ubacivanjem CMS komponentee u određeni sistem dobija mogućnost kreiranja i održavanja gotovoo neograničene hijerarhijee stranica raznog sadržaja. Evidencija rezultata nastave predstavlja podsistem kome je posvećeno najviše pažnje, jer se za takvim sistemomm ukazala najveća potreba od strane Grupe GIM. Taj podsistem se trenutno koristi od strane Grupe GIM za praćenje rezultata nastavnog procesa koga izvodi. GimCSW se može poboljšati na više načina. Jedan od njih jestee uvođenje novih elemenata za podršku kooperativnom radu. Takvi elementi mogu bitii višekorisnički editor dokumenata u realnom vremenu, zatim podrška za kontrolu tokova radnog procesa (workflow), veći stepen praćenja i čuvanja informacija u sistemu itd. 4. LITERATURAA [1] J. Grudin, CSCW History and Focus, [2] [3] Liam J. Bannon, Kjeld Schmidt, CSCW: Four Characters in Search of a Context, P. Carstensen, Computer Supported Cooperativee Work: New Challenges to Systems Design [4] Johansen Robert, Groupware: Computer Support for Business Teams, Kratka biografija: Miroslav Knežević rođen je u Novom Sadu god. Diplomski-master rad na Fakul- i računarstva Primenjene računarske nauke odbranio je 2012.god. tetu tehničkih nauka iz oblasti Elektrotehnike 1548

57 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad FFTH I SIMULACIJA PASIVNE OPTIČKE MREŽE FFTH AND SIMULATION OF PASSIVE OPTICAL NETWORK Aleksandra Vujčić, Željen Trpovski, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj FTTH (Fiber to the Home) tehnologija predstavlja izgradnju optike do domaćinstava, čime se otvaraju mogućnosti za povećanje binarnog protoka, a samim tim se povećava i broj pruženih servisa, uz njihov garantovani kvalitet i povećan stepen sigurnosti mreže. Jedan od načina realizacije FTTH tehnologije je pasivna optička mreža (PON). U ovom radu biće prikazana simulacija pasivne optičke mreže, kao i upotreba programskog paketa OptiSystem. Abstract FTTH (Fiber to the Home) technology represents the development of optics to households, opening possibilities for increasing binary flow, and thus increases the number of provided services, with their guaranteed quality and increased level of network security. One of the ways of realization of FTTH technology is a passive optical network (PON). In this paper will be shown the simulation of arbitrary passive optical network, as well as managing the programming environment OptiSystem. Ključne reči: OptiSystem, optička mreža, binarni protok, FTTH tehnologija. 1. UVOD FTTH se oblikuje da bude temelj našeg novog digitalnog društva, donoseći ekonomski prosperitet i mnoštvo poslovnih, socijalnih mogućnosti i mogućnosti zabave svojim korisnicima. Tokom proteklih nekoliko godina broj FTTH korisnika u svetu znatno je porastao, FTTH ima očigledne prednosti za potrošača pošto može da obezbedi bolje performance od širokopojasnih usluga koje se dostavljaju preko bakarnih mreža. FTTH nudi najvišu moguću brzinu pristupa internetu. FTTH brzina je nezavisna od rastojanja između krajnjeg korisnika i centrale, za razliku od DSL tehnologija čija se brzina smanjuje sa rastojenjem. Brzine od 24 Mbps (ADSL2+) ili 100 Mbps (VDSL2) su teoretski maksimumi i mogu se postići samo ako je krajnji korisnik odmah pored kabineta gde je smeštena aktivna oprema. FTTH mreža se često opisuje kao future-proof tj. otporna na proticanje vremena. Životno vreme optičkog kabla se očekuje da bude oko 30 godina, sam kabel je od plastike i stakla koji su robusni i izuzetno sporo se razgrađuju. Vlakna imaju praktično neograničen kapacitet, tako da će nadogradnje propusnog opsega zahtevati promene opreme na krajevima vlakana. Oprema na krajevima vlakana ima kraći vek trajanja 5 do 7 godina. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Željen Trpovski, vanr. prof UDK: : U ovom radu biće opisana FTTH mreža, načini njene realizacije, elementi mreže, vlakna koja su pogodna za korišćenje u ovoj mreži. Zatim, u drugom delu rada biće opisan postupak modelovanja proizvoljne pasivne optičke mreže, biće opisane komponente sistema i razmatraće se kvalitet signala u zavisnosti od dužine i kvaliteta vlakna. 2. INFRASTRUKTURA ELEMENATA MREŽE Ukoliko posmatramo proširenje ka spolja, od pristupnog čvora ka korisniku, ključni elementi FTTH mreže su: - Pristupni čvor ili POP (Point of Presence) - Dovodno vlakno - Primarna koncentraciona tačka vlakana (FCP-Fibre Concentration Point) - Distributivno kabliranje - Sekundarna koncentraciona tačka vlakana (FCP) - Drop kabliranje - Interni kablovi 2.1. Pristupni čvor Pristupni čvor se ponaša kao početna tačka za putanju optičkog vlakna do prijavljenog korisnika. Funkcija pristupnog čvora jeste da u njemu bude montirana sva aktivna oprema prenosa, da upravlja svim terminacijama vlakana i olakšava međusobnu povezanost optičkih kablova i aktivne opreme Dovodno kabliranje Dovodni kablovi se prostiru od pristupnog čvora do primarne koncentracione tačke vlakana (FCP). Za point to point primene neophodni su kablovi sa velikim brojem vlakana, da bi se obezbedio potreban kapacitet za opsluženje FTTH mreže. Za PON primenu, upotreba pasivnih optičkih razdelnika koji su postavljeni dalje u spoljnu mrežu će omogućiti kablove sa manje vlakana koji se koriste u dovodnom delu mreže Primarna koncentraciona tačka vlakana (FCP) Dovodni kablovi će morati da se konvertuju u manje distributivne kablove. Ovo se postiže u prvoj tački fleksibilnosti unutar FTTH mreže, i ta tačka se naziva FCP. Ovde se u dovodnom kablu vlakna razdvajaju i upliću u manje grupe za dalje rutiranje preko odlaznih distributivnih kablova Distributivni kablovi Distributivni kablovi se prostiru od primarne FCP do krajnjeg korisnika, i uglavnom su dužina manjih od jednog kilometra. Kablovi imaju srednji broj vlakana da bi opslužili odgovarajući broj objekata u FTTH oblasti. Distributivni kablovi su manji od pritočnih.

58 2.5. Sekundarna koncentraciona tačka vlakana (FCP) U određenim slučajevima vlakna će možda morati da se razdvajaju na drugom FCP u okviru mreže pre krajnje konekcije preplatnika. Kao i kod primarnog FCP-a i ova tačka treba da bude tačka fleksibilnosti, omogućujući brzu konekciju i rekonfiguraciju vlakana kola Drop kablovi Drop kablovi formiraju završni spoljni link ka preplatniku i prostiru se od poslednjeg FCP do zgrade korisnika sa udaljenošću ograničenom na manje od 500 m. Drop kablovi obično sadrže po 4 vlakna za konekciju korisnika, a može sadržati i dodatna vlakna za rezervu Interni kablovi Kod stanbenih objekata drop kablovi mogu da budu terminirani van kuće ili da prolaze kroz zid i da završavaju unutar kuće. Ako je jedinica za terminaciju unutar zgrade to će zahtevati da se vlakna usmeravaju kroz materijal zida zgrade preko pogodnog kabla, a potom se usmeravaju unutar zgrade do ONU Korisnička oprema Postoje dve zasebne funkcije u kućnom okruženju: ONT (optical network termination) gde je vlakno terminirano i CPE (customer premise equipment) koji pruža neophodno umrežavanje i servisnu podršku. Ove funkcije mogu biti integrisane ili odvojene u zavisnosti od tačke razgraničenja između provajdera i krajnjih korisnika [1]. 3. AKTIVNA OPREMA FTTH MREŽE I NJEN OPIS FTTH mrežu predstavlja pristupna mreža zasnovana na vlaknima koja povezuje veliki broj krajnjih korisnika sa centralnom tačkom koja se naziva pristupni čvor ili POP (point of presence). Svaki pristupni čvor treba da sadrži potrebnu aktivnu predajnu opremu koja obezbeđuje aplikacije i usluge preko optičkih vlakana do korisnika Okolina infrastrukture FTTH mreže Tip mesta za gradnju će biti ključni faktor prilikom odlučivanja o odgovarajućem dizajnu mreže i o arhitekturi mreže: - Greenfield nova gradnja, gde će mreža biti postavljana u isto vreme kad i građevine, - Brownfield postoje građevine i infrastruktura, ali je infrastruktura niskog standarda, - Overbuild vrši se dodavanje postojećoj infrastrukturi Arhitektura FTTH Dve najviše korišćene topologije su point to multipoint korišćenjem pasivne optičke mreže (PON) i point to point uglavnom preko eternet prenosne topologije. Point to point topologije obezbeđuju namenska vlakna između POP i pretplatnika. Svaki pretplatnik je direktno povezan namenskim vlaknom na pristupni čvor. Point to multipoint topologije sa pasivnim optičkim spliterima na terenu su povezane sa standardizovanim PON tehnologijama Različite terminalne tačke vlakana Mogu biti implementirane različite arhitekture pristupnih mreža: - FTTH (Fibre to the home) svaki ONT/CPE uređaj po potražnji korisnika je povezan vlaknom na port na prekidaču POP-a. - FTTB (Fibre to the building) svaka kutija za terminaciju u zgradi je povezana namenskim vlaknom na port na opremi u POP-u i dele pritočno vlakno u POP. - FTTC (Fibre to the curb) svaki prekidač/ DSLAM (DSL acess miltiplexer), obično smešten u uličnom kabinetu, povezan je sa pristupnim čvorom preko vlakna Aktivna oprema FTTH se može realizovati kao pasivna optička mreža (PON) ili Eternet point to point. U višestambenim jedinicama veze između krajnjih korisnika i prekidača zgrade mogu biti od bakra ili vlakna, mada je vlakno bolje rešenje pošto će moći da zadovolji buduće zahteve za velikim propusnim opsegom PON (Passive optical network pasivna optička mreža PON oprema obuhvata OLT (optical line terminal) koji se nalazi u POP-u, vlakno do pasivnog optičkog splitera, i grana se na maksimalno 64 krajnja korisnika, od kojih svaki ima ONU (optical network unit) gde se vlakno završava. Do danas je bilo nekoliko generacija PON tehnologije. FSAN (The Full Services Access) grupa razvija tehničke specifikacije koje su zatim ratifikovane kao standardi od strane međunarodne unije za telekomunikacije (ITU - International Telecommunications Union). Ovi standardi uključuju: APON, BPON, GPON i XG-PON te godine IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) je predstavio novi standard nazvan EPON sa propusnim opsegom 1 Gbps u oba smera. U septembru 2009-te IEEE je ratifikovao novi standard 10G-EPON koji nudi 10 Gbps simetrične brzine protoka. Standardna oprema za PON se sastoji od OLT (optical line terminal) i ONU (optical network unit). OLT se obično nalazi u tački pristupa (POP). GPON, EPON, XG-PON i 10G-EPON propusnim opsezima se upravlja na osnovu šema baziranih na TDM (time division multiplexing). Downstream svi podaci se emituju na sve ONT-ove, dolazeći podaci se zatim filtriraju. U upstream smeru, OLT kontroliše upstream kanal dodeljivanjem prozora ONT-ovima Optimalno rasporedjivanje PON-a Kod primena PON mreža aktivna i pasivna infrastruktura idu ruku pod ruku. Treba uzeti nekoliko razmatranja kod projektovanja PON mreža: - Optimalana upotreba aktivne opreme obezbeđuje stopu korišćenja po portu PON-a znatno iznad 50%. - Fleksibilna spoljašnja konstrukcija koja se može prilagoditi distribuciji za trenutne i buduće korisnike. - Regulatorne potrebe za razdvajanje sledeće generacije pristupnih mreža. - Optimizacija operativnih troškova usled spoljašnjih intervencija. 1550

59 3.7. Eternet point to point Za arhitekturu Eterneta postoje dve mogućnosti, jedna: namensko vlakno po korisniku između Eternet prekidača lociranog u pristupnom čvoru kuće, ili vlakno na tački agregacije i odatle namensko vlakno. Broj vlakana između POP i FFP (fibre flexibility point) će biti značajno niži za primenu PON-a. Specifikacije za prenos preko monomodnih vlakana se nazivaju 100BASE-BX10 za brzi Eternet i 1000BASE-BX10 za gigabit Eternet. Obe specifikacije su definisane za nominalni maksimalni domet od 10 km. Da bi razdvojili pravce na istom vlaknu koristimo podelu po talasnim dužinama. Veoma često postoji potreba da se obezbedi RF emitovanje video efekata u cilju podrške postojećim TV setovima u domaćinstvima korisnika. U PON arhitekturi ovo se obicno postiže obezbeđivanjem RF video signala, koji je kompatibilan sa rešenjima za kablovsku televiziju, preko dodatne talasne dužine na 1550 nm [1] [2]. 4. VLAKNA U FTTH MREŽI 4.1. Izbor optičkog vlakna za FTTH Nekoliko tipova vlakana je dostupno. FTTH mreža je uglavnom bazirana na monomodnim vlaknima, ali se mogu koristiti i multimodna u specifičnim situacijama. Izbor vlakana može zavisiti od sledećih faktora: - Arhitektura mreže, - Veličina mreže, - Postojećih mreža na bazi vlakana, - Očekivan životni vek. Optičko vlakno je praktično svetlosna cev koja nosi impulse svetlosti generisane laserom ili drugim optičkim izvorima do prijemnog senzora. Vlakno se proizvodi od silikona velike čistoće, počevši od šipki poput stakla, koje su izvučene u fine pramenove poput kose i pokrivene zaštitnim tankim slojem plastike. Vlakno se sastoji od jezgra, obloge i spoljašnjeg sloja. Veliki broj parametara utiče na to koliko će se efikasno prenositi svetlosni impuls. Dva glavna parametra su slabljenje i disperzija. Slabljenje je smanjenje optičke snage signala sa povećanjem udaljenosti od izvora svetlosti. Disperzija se može opisati kao pojava promene oblika ili širenje impulsa tokom prenosa. Monomodno vlakno ima malo jezgro i podržava samo jedan mod svetlosti. Multimodna vlakna imaju veća jezgra koja podržavaju više modova (različite putanje svetlosti kroz jezgro) Optički razdelnici Optički razdelnik (ODF - optical distribution frame) je interfejs izneđu spoljašnjeg postrojenja kablova i aktivne emisione opreme. ODF se obično nalazi u pristupnom čvoru, koji okuplja od nekoliko stotina do nekoliko hiljada vlakana Patchcord i Pigtail kablovi Patchcordovi su optički kablovi opremljeni konektorom na jednom kraju (pigtail) ili na oba kraja (jumper). Optički gubitak konektora se meri gubitkom dva uparena konektora ugrađena u adapter. Tipičan gubitak konektora je 0.5 db kada su slučajno upareni, a 0.2 db kada su upareni sa referentnim konektorom Spajanje vlakana Postoje dve tehnologije za spajanje vlakana: fuzijom i mehanički. Spajanje fuzijom zahteva stvaranje 1551 električnog luka između dve elektrode. Dva vlakna se zajedno dovode u luk, tako da se oba kraja tope zajedno. Mehaničko spajanje je zasnovano na mehaničkom poravnanju dva vlakna što rezultira time da je svetlost iz jednog vlakna prosleđena u drugo. Ovo poravnanje se vrši pomoću odgovarajućeg kućišta sa žljebovima koji služe za pozicioniranje vlakana [1] [3] [4]. 5. MODELOVANJE I SIMULACIJA PASIVNE OPTIČKE MREŽE 5.1. Programski alati za simulaciju optičkih mreža Složenost optičkih komunikacionih sistema raste svakodnevno. Dizajn i analiza takvih sistema, koji uglavnom uključuju nelinearne uređaje i ne-gausove izvore šuma, su veoma složeni i vremenski zahtevni. Kao rezultat toga, ove operacije sada se mogu obavljati temeljno i efikasno korišćenjem naprednih programskih alata. Korišćenjem specijalizovanih programskih alata, pre svega, štedi se na vremenu jer se oni mogu koristiti za projektovanje, testiranje i optimizaciju gotovo bilo koje vrste optičkih veza u fizičkom sloju bilo koje mreže u širokom spektru optičkih mreža. Za početak treba se upoznati sa korisničkim okruženjem programskog alata. Po pokretanju programskog alata prvo što se uoči su osnovni elementi korisničkog okruženja: - Project Layout radna površina na kojoj se formira sistem, - Component Library biblioteka komponenti iz koje se koriste potrebne komponente za projektovanje sistema, - Project Browser pretraživač projekta pomoću kojeg postoji mogućnost lakšeg pregledanja rezultata simulacije, - Description detaljne informacije o projektu, - Status Bar prikazuje pomoćne informacije pri korišćenju alata Simulacija i modelovanje pasivne optičke mreže U ovom radu biće prikazana simulacija proizvoljne pasivne optičke mreže. Karakteristike ove mreže su: simetrični bitski protok (u oba smera) je 622 Mbit/s, downstream talasna dužina je 1550 nm, upstream talasna dužina je 1310 nm i koristi se monomodno dvosmerno optičko vlakno. Prilikom modelovanja ove optičke mreže kao predajnik je korišćen WDM Transmitter, ćija je emisiona frekvencija postavljena na 1550 nm. Izlaz WDM Transmitter-a povezujemo na ulaz Circulator Bidirectional. Cirkulator je odgovoran za slanje signala u vlakno i za reflektovanje signala. Signal iz cirkulatora dalje odlazi u optičko vlakno. Dalje se signal grana, i završava se u podsistemima ONU (Optical Network Unit) koji će biti detaljno objašnjeni kasnije. Pošto se radi o dvosmernom sistemu dodajemo Optical Delay, zbog toga što u prvoj iteraciji ne postoje signali u suprotnom smeru na levom ulaznom portu dvosmernih komponenti Podsistem ONU (Optical Network Unit) Podsistem je sličan komponentama: poseduje ikonicu, svoje parametre i ulazne i izlazne portove. Mogućnost stvaranja podsistema u programskom alatu pomaže pri stvaranju komponente koja je potrebna projektantu koristeći ugrađenu biblioteku i bez programiranja. Kreiranje podsistema se započinje tako što se pritisnutim levim tasterom miša selektuju komponente sa radne

60 površine koje se žele ubaciti u podsistem. U ovom slučaju to su WDM Transmitter, Bessel Filter, Photodetector PIN i Dynamic Y Select Nx1. Dalje, desnim klikom na selektovane komponente otvara se meni u kojem se klikne na Create Subsistem. Da bi se podsistem mogao koristiti kao i svaka druga komponenta potrebno je dodati izlazne i ulazne portove podsistema Komponente za pregled rezultata simulacije Kako bi se signali i ključna merenja mogli pregledati posle simulacije koriste se komponente za pregled rezultata. U ovom primeru koriste se sledeće komponente za pregled signala: Oscilloscope Visualizer, Electrical Power Meter Visualizer, RF Spectrum Analyzer i BER Analyzer. BER je zapravo procenat bitova primljenih sa greškom u odnosu na ukupan broj primljenih bitova. Obično se izražava kao stepen broja 10. Na primer, 10 na minus peti stepen znači da je jedan u svakih prenetih bitova pogrešan Podešavanje parametara komponenti Za pristup prozoru u kojem se podešavaju parametri komponenti pa samim tim i parametri simulacije potrebno je da se za recimo WDM Transmitter odradi dupli klik levog tastera miša na ikonicu WDM Transmitter-a. Ono što je bitno napomenuti je da od parametara komponenti zavise rezultati simulacije. Dakle, pored podešavanja generalnih osobina sistema to je jedini način da se utiče na simulaciju Kvalitet prenosa signala u zavisnosti od dužine i kvaliteta optičkog vlakna Performanse sistema se predviđaju računanjem BER i Q faktora (quality factor). U prikazanoj simulaciji koristimo optičke kablove male dužine sa vlaknima visokog kvaliteta pa se na izlazu dobija signal koji ima veliki Q faktor, gde je BER jednak nuli. Prvo, sve originalne dužine vlakana su u simulaciji pomnožene sa koeficijentom 50. U ovom slučaju pojedini prijemnici nisu u stanju da detektuju signal, a tamo gde je signal detektovan je veoma lošeg kvaliteta. Sada ćemo povećavati slabljenje u vlaknu sa početnim vrednostima dužina vlakana, a kasnije ćemo pomnožiti dužine vlakana sa koeficijentom 10 i povećaćemo slabljenje u vlaknima. Slabljenje u prvobitnoj simulaciji je postavljeno na 0,2 db/km. Prvo se slabljenje povećava na 0,5 db/km, a zatim na 1 db/km. koeficijentom 10. Najbolji slučaj predstavlja najmanju udaljenost od izvora, a najgori slučaj predstavlja najveću udaljenost od izvora [5] [6]. 6. ZAKLJUČAK U datom radu opisana je FTTH mreža, načini njene realizacije, elementi mreže, vlakna koja su pogodna za korišćenje u ovoj mreži. Zatim, u drugom delu rada opisan je postupak modelovanja proizvoljne pasivne optičke mreže, opisane su komponente sistema i razmatran je kvalitet signala u zavisnosti od dužine i kvaliteta vlakana. U narednom tekstu biće pomenuta evolucija tehnologija FTTH mreže, kao i moguće metode kojima se može dalje usavršavati FTTH mreža, koje nas verovatno očekuju u budućnosti. Optički budžet od 28 db sa GPON tehnologijom omogućava domet 30 km, kada je faktor deljenja ograničen na 1:16. Nova klasa optike dodaje još 4 db optičkog budžeta i ovo se može iskoristiti za veći faktor deljenja ili veći domet. XG-PON je prirodni nastavak u evoluciji PON tehnologija, povećanjem propusnog opsega četiri puta do 10 Gbps. 10G-EPON (10 Gigabit Ethernet PON) standard nudi simetrični propusni opseg od 10 Gbps. Sledeći korak bi bilo dalje povećavanje brzine protoka na 40 Gbps ili na čak 100 Gbps. Alternativa je korišćenje WDM tehnike da bi slali više talasnih dužina istim vlaknom. WDM-PON obećava kombinaciju najboljeg od oba fizička PON mreža (deljenje dovodnih vlakana) sa logičkom point to point konekcijom (jedna talasna dužina po korisniku). Glavni izazov za WDM-PON je da obezbedi različite talasne dužine upstream dok postoji samo jedan ONU tip. Tehnologije potrebne za WDM-PON su danas dostupne, ali se mora proći kroz neka smanjenja troskova da bi se smatralo da je pogodan za masovnu primenu. 7. LITERATURA [1] Pierre Pigaglio, edited by Pauline Rigby, FTTH- Handbook-2011-V4.1, D&O Committee, [2] Karin Ahl, edited by Pauline Rigby, FTTH-Business- Guide-2011-V2.1, D&O Committee, [3] Advantages of fibre, FTTH Council Europe, Belgium, [4] Željen Trpovski, Optičke komunikacije, skripta [5] Jeff Hecht, Understanding fiber optics, 4 th ed., Pearson Education International, USA, [6] Optiwave, OptiSystem Component Library, Ottawa, Ontario, Canada, Kratka biografija: Aleksandra Vujčić rođena je u Beogradu god. Diplomski-master rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Elektrotehnike i računarstva Telekomunikacije i obrada signala odbranila je 2012.god. Slika 1. Najbolji, odnosno najgori slučaj na izlazu, respektivno Na slici 1. prikazan je najbolji, odnosno najgori slučaj signala na izlazu pošto je slabljenje u vlaknima povećano na 1 db/km i pošto su početne dužine vlakana pomnožene Željen Trpovski rođen je u Rijeci, godine. Doktorirao je na Fakultetu tehničkih nauka god. Od ima zvanje vanrednog profesora. Oblast interesovanja su telekomunikacije i obrada signala 1552

61 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad Jedno rešenje realizacije aplikacije namenjene digitalnom televizijskom prijemniku Miroslav Bako, Tomislav Maruna, Ilija Baši evi, Mario Radonji, Boris Mlikota Sadržaj U ovom radu je prikazana programska podrška za digitalnu televiziju, koja je razvijena koriš enjem Comedia biblioteke za ST 5167 SOC platformu. Opisana je struktura aplikativnog steka programske podrške za digitalnu televiziju, kao i strukture podataka koje se koriste za prenos informacija u digitalnoj televiziji. Klju ne re i Televizija, DVB, Programska podrška televizijskog prijemnika. I. UVOD e televizija prvi put se koristi 1900 godine. Po etak razvoja televizije poti e od godine R98 kada su u SAD i Engleskoj ostvareni prvi prenosi crno-belih silueta (mehani ka televizija) godine, elektronska televizija po inje sa eksperimentalnim radom (analogna televizija, osnovni sistem koji se i danas koristi), emitovanje po inje u Nema koj, Engleskoj, SAD, ali je tokom ratnih godina prekinuto. Od godine, televizija ponovo oživljava u savršenijem obliku, zahvaljuju i televizijskoj tehnici koja je razvijana u ratne svrhe. Zna ajnu prekretnicu predstavlja godina kada u SAD po inje emitovanje prvog programa televizije u boji. Standardi na kojima se još uvek zasniva današnja analogna televizija postavljeni su pre skoro pola veka. Od tada se skoro ništa nije promenilo. Televizijski (u daljem tekstu TV) prijemnici su napravljeni od analognih komponenti (otpornici, tranzistori itd). Zbog toga postoje brojni novi standardi koji se trude da prevazi u ograni enja današnje televizije i da doživljaj gledanja podignu na viši nivo. Osnovna karakteristika digitalne televizije predstavlja prenos zvuka i slike sa informacijama u digitalnom formatu. Digitalni prenos obezbe uje bolji kvalitet slike i zvuka, koji više ne mogu biti u prenosu ometani interferencijom sa drugim signalima, bez obzira na rastojanje na koje se slika i zvuk prenose. Slika i zvuk koju digitalni signal nosi su isti kao i na izvoru emitovanja, sve dok signal ne postane toliko slab da prijem više nije mogu. Digitalni signal se može prenositi zemaljskim, kablovskim, satelitskim putem. Pojava i uspostavljanje standarda koji se koriste u digitalnoj televiziji vezuje se za poslednju dekadu prošlog veka. Najvažniji standardi digitalne televizije (u daljem tekstu DTV) [1]: DVB (eng. Digital Video Broadcasting) [2] je grupa standarda proizašla iz me unarodne inicijative. Ovaj standard se dominantno koristi u Evropi ali i u ve em delu sveta. ATSC (eng. Advanced Television System Committee) standardi se primenjuju u digitalnom TV prenosu zemaljskim vezama u SAD, Kanadi, Meksiku a njihova primena se razmatra i u drugim zemljama. Prva demonstracija digitalnog TV prenosa održana je 1995 godine. Digitalna televizija obezbe uje mnogo bolji kvalitet slike i zvuka i njihovu razli itu prezentaciju, mogu nost izbora formata slike (4:3 ili 16:9) kao i zvuka (mono, stereo ili "surround"). Pojava digitalnih prijemnika omogu ava izvršavanje ra unarskih aplikacija pisanih u razli itim jezicima, kao što je Java, ili web aplikacije realizovane u HTML i JavaScript jezicima. Na slici 1. Prikazan je izgled aplikacije namenjene digitalnom TV prijemniku. Ovaj rad je delimi no finansiran od Ministarstva prosvete i nauke Republike Srbije, projekat 32031, od godine. Miroslav Bako, Fakultet Tehni kih nauka, Trg Dositeja Obradovi a Novi Sad, miroslav.bako@rt-rk.com Tomislav Maruna, RT-RK, Narodnog Fronta 23a, Novi Sad, Tomislav.Maruna@rt-rk.com Ilija Baši evi, RT-RK, Narodnog Fronta 23a, Novi Sad, Ilija.Basicevic@rt-rk.com Mario Radonji, Fakultet tehni kih nauka, Trg Dositeja Obradovi a, Novi Sad, mario.radonjic@rt-rk.com Boris Mlikota, Fakultet tehni kih nauka, Trg Dositeja Obradovi a, Novi Sad, mlikota.boris@rt-rk.com Sl. 1. TV Aplikacija Zahvaljuju i ovim proširenjima, digitalna televizija tako e omogu ava uvo enje novih usluga: izbor jezika za NAPOMENA: a) Ovaj rad proistekao je iz diplomskog-master rada Miroslava Bakoa. Mentor je bio prof. dr Nikola Teslić. b) Rad je prethodno publikovan na konferenciji TELFOR, Beograd, novembar

62 prevod, izbor audio kanala, interaktivni i multimedijalni sadržaji, itd.. U ovom radu je opisan razvoj televizijske aplikacije sa osnovnom funkcionalnoš u prijemnika i programskim vodi om, koji prikazuje informacije o trenutno prikazivanom programu i programima koji slede. Aplikacija je razvijena nezavisno od fizi ke arhitekture na personalnom ra unaru, što je omogu avalo bržu i lakšu proveru funkcionalnosti aplikacije. Gotova aplikacija je testirana u realnom vremenu na digitalnoj platformi. Prilikom projektovanja aplikacije vo eno je ra una o prenosivosti programskog koda tako da se razvijena aplikacija može izvršavati na razli itim digitalnim TV prijemnicima. II. FORMATI ZA PRENOS DTV PODATAKA Tokovi audio i video podataka koji se emituju nazivaju se elementarni tokovi (eng. ES Elementary Stream). Ukoliko prenosni ure aj nije podložan pojavi grešaka u toku prenosa, elementarni tokovi se kombinuju u programski tok (eng. PS - Program Stream). Programski tok se sastoji od PES (eng. Packetized Elementary Stream) paketa. Ovakav format omogu ava jednostavnije programsko rukovanje podacima i koristi se za reprodukciju slike i zvuka (npr. reprodukcija sa CD-a ili DVD-a) kao i u nekim mrežnim aplikacijama. Ukoliko je prenosni put podložan pojavi grešaka (npr. broadcasting), elementarni tokovi se kombinuju u prenosni tok podataka (eng. TS - Transport Stream u daljem tekstu TS). TS format je pogodan za kombinovanje više TV programa u jedinstven informacioni tok. Na slici 2. je prikazana organizacija programskog toka i prenosnog toka podataka. Sl. 2. Programski i prenosni tok podataka Svaki paket iz prenosnog toka podataka poseduje svoj PID (eng. Packet ID), koji mu omogu uje da se na prijemnoj strani poveže sa odgovaraju im servisima sadržanim u prenosnom toku podataka. U istom toku se prenose i specijalni kontrolni tokovi koji sadrže tzv. signalne tabele. Ove tabele nose podatke o svakom od DTV servisa koji se prenosi unutar prenosnog toka podataka, što e dalje koristiti u prikazivanju informacija iz prenosnog toka podataka. Postoje slede e signalne tabele: SDT (eng. Service Description Table) sadrži nazive i druge detalje o servisima. PAT (eng. Program Association Table) sadrži listu PID vrednosti paketa iz toka podataka. PMT (eng. Program Map Table) - definiše listu PID vrednosti paketa iz toka podataka pridružene odre enom servisu. NIT (eng. Network Information Table) sadrži informacije o mreži koja emituje. CAT (eng. Conditional Access Table) koriste se kod zašti enih DTV servisa. EIT (eng. Event Information Table) obezbe uju informacije o trenutno prikazivanom sadržaju i ostalim narednim prikazivanim sadržajima. III. TEHNI KI OPIS PROGRAMSKE PODRŠKE TV PRIJEMNIKA Na slici 3. prikazani su osnovni delovi DTV prijemnika. APLIKACIJA PROGRAMSKA PODRŠKA TV PRIJEMNIKA OPERATIVNI SISTEM FIZI KA ARHITEKTURA Sl. 3. Organizacija DTV prijemnika Operativni sistem je prvi sloj programske podrške iznad fizi ke arhitekture. Najvažnija uloga operativnog sistema u DTV prijemniku je da obezbedi okruženje za podršku obrade više zadataka od jednom (eng. Multitasking). Ograni eni resursi DTV prijemnika zahtevaju da memorija koju koristi operativni sistem bude minimalna [3]. Najpoznatiji Operativni sistemi koji se koriste u DTV ure ajima Linux, Windows CE / Mobile, Android. Iznad operativnog sistema nalazi se programska podrška TV prijemnika (eng. Middleware), koji obezbe uje usluge višeg nivoa koje su sastavni deo DTV funkcionalnosti i omogu ava izvršavanje naprednih DTV aplikacija. Programska podrška TV prijemnika obezbe uje odgovaraju u programsku spregu koja apstrakuje funkcionalnost TV ure aja, fizi ke arhitekture, kao i funkcija operativnog sistema, ime je omogu eno da proizvo a i aplikativne DTV programske podrške ne moraju da poznaju specifi nosti fizi ke arhitekture DTV prijemnika. Ovim je omogu eno da se aplikacije koje koriste istu programsku podršku TV prijemnika, mogu izvršavati na razli itim fizi kim arhitekturama. IV. OPIS FUNKCIONALNOSTI PROGRAMSKE PODRŠKE TV PRIJEMNIKA Na slici 4. Prikazana je Comedia programska podrška TV prijemnika, proizvo a a Iwedia [4]. 1554

63 Sl. 4. Comedia programska podrška TV prijemnika Niži nivo ili sloj apstrakcije fizi ke ahitekture (u daljem tekstu CHAL) je sloj koji se nalazi izme u operativnog sistema i programske podrške TV prijemnika. Raspolaže skupom funkcija koje apstrakuju funkcionalnosti vezane za koriš eni operativni sistem i obaveštava više programske slojeve o nastalim doga ajima. CHAL sloj se sastoji od tri modula TBOX (eng. Tool Box), TKEL (eng. Thin Kernel Encapsulation Layer), TDAL (eng. Thin Driver Adaptation Layer). Cilj TBOX modula je da prikazuje kompletnu spregu (razmenu poruka, merenja, ulaznih i povratnih vrednosti funkcija itd.) izme u programske podrške u TV prijemniku i sloja nižeg nivoa. Olakšava otklanjanje grešaka. TKEL modul enkapsulira funkcije koje su specifi ne za koriš eni operativni sistem. (sinhronizacija, kriti ne sekcije, semafori, komunikacija, pravljenje programskih niti itd.). Svaki funkcionalni nivo neophodan Comedia programskoj podršci TV prijemnika je obuhva en sa TDAL modulom, npr. kontrolisanje ja ine zvuka, zaustavljanje videa, upravljanje formatom slike i zvuka itd. Viši nivo CoCoCo (eng. Comedia Control and Command), obezbe uje funkcije višeg nivoa omogu ene u programskoj podršci TV prijemnika namenjene aplikaciji, npr. modul za dekodovanje prevoda, modul za dekodovanje teleteksta, modul za rukovanje vremenskim broja ima itd. Maestro Player izvršava i prikazuje aplikaciju napravljenu u Maestro Composer u, namenjenu ciljnoj platformi. Sl. 5. TV aplikacija Kako bi se omogu io prikaz dodatnih informacija iz prenosnog toka podataka, u postoje u aplikaciju je dodat novi prozor, programski vodi, koji prikazuje informacije o trenutno prikazivanom servisu. Promenom datuma možemo proveriti šta e sve biti prikazivano u toku slede ih sedam dana. Do ovih informacija dolazimo preko EIT signalnih tabela. Razlikujemo dva tipa EIT tabela : Tabele koje nose informacije o programu koji se trenutno prikazuje, kao i o programu koji e biti prikazivan u toku dana (eng. PF - Present / Following). Tabele koje nose informacije o programu koji e se prikazivati u toku slede ih sedam dana (eng. SC Schedule). Dodatne informacije o programu koji sledi sadrže slede e: naziv servisa, vreme i datum emitovanja, ukupno trajanje emitovane emisije, žanr kome pripada, kratak opis. Ukoliko u digitalnom prenosnom toku podataka postoje informacije o ve em broju emisija koje slede, korisniku se pruža mogu nost se pozicionira na svaku od njih i da is ita ove informacije. Na slici 6. je prikazan izgled programskog vodi a. V. REALIZACIJA APLIKACIJE Aplikacija opisana u ovom radu je realizovana koreš enjem programskog alata Maestro Composer i testirana je na TV platformi ST 5167 SOC. Maestro Composer je alat koji je razvila firma Iwedia za generisanje i modifikovanje aplikacija. Koristi funkcije i doga aje koje obezbe uje CoCoCo sloj. Pozivanjem podržanih funkcija, generišu se doga aji, kojim niži programski slojevi obaveštavaju aplikaciju o trenutnom stanju sistema. Na slici 5. je prikazan glavni prozor realizovane TV aplikacije. Sl. 6. Programski vodi Na slici 7. je prikazan dijagram razmene poruka izme u korisnika, aplikacije i programske porške TV prijemnika. 1555

64 sistemom. Koriš ene Comedia programske podrške se razlikuju samo u CHAL sloju, prilago enom razli itim operativnim sistemima. Upore ivanjem ponašanja aplikacije, utvr eni su identi ni rezultati. Nakon izrade aplikacije zbog ograni ene koli ine rasursa dostupnih na namenskim platformama, izršena je provera zauzetosti memorije u toku mirovanja aplikacije i utvr eni su slede i rezultati: 13 MB na personalnom ra unaru 9 MB na TV platformi ST 5167 SOC Dekodovanje prenosnog toka podataka na ispitivanoj TV platformi je realizovano na nivou fizi ke arhitekture što je razlog manjeg (u odnosu na PC arhitekturu) zauze a memorije na TV platformi. Sl. 7. Dijagram razmene poruka, zapo inje na zahtev korisnika za programskim vodi em Postoji mogu nost da predvi eni prostor za dodatne informacije o nekom programu nije dovoljan te je zbog toga implementiran novi prozor u okviru kog se nalazi kompletan opis. Na slici 8. je prikazan izgled prozora koji korisniku pruža kompletne informacije o izabranom programu. Sl. 8. Izgled prozora nemenjenog za dodatne informacije Aktivnost pritiska dugmeta na daljinskom upravlja u za TV platformu, na personalnom ra unaru zamenjena je aktivnoš u pritiska odre enih tastera na tastaturi. Rešenje je testirano na razvojnoj fizi koj arhitekuri sa Comedia programskom podrškom TV prijemnika i rezultati su upore ivani sa aplikacijom koja se izvršava na PC arhitekturi sa Linux Ubuntu operativnim VI. ZAKLJU AK U ovom radu opisano je jedno rešenje realizacije jednostavne TV aplikacije, namenjene digitalnom TV prijemniku. Upore ivanjem ponašanja aplikacije, koja se izvršava na PC arhitekturi i razvojnoj fizi koj arhitekturi utvr eni su identi ni rezultati. Dalji razvoj aplikacije bi bio usmeren ka dodavanju media playera za pretraživanje i prikazivanje multimedialnog sadržaja sa DLNA (eng. Digital Living Network Aliance) servera [5], prenosivih diskova. LITERATURA [1] U. Reimers, DVB: The Family of International Standards for Digital Video Broadcasting, 2nd edition, October 15, 2004 [2] W. Fischer, Digital Video and Audio Broadcasting Technology, A Practical Engineering Guide, Third Edition, June 4, 2010 [3] R. Love, Linux System Programming: Talking Directly to the Kernel and C Library, 1st edition, September 25, 2007 [4] Iwedia web sajt, [5] DLNA web sajt, ABSTRACT The paper presents a realization of TV application for digital TV receiver. It has been developed for ST 5167 SOC patform, using Comedia TV middleware. The ralized system has been verified using TV application for Linux Ubuntu on PC platform. The paper also contains description of TV application stack and data structures used for transmision of digital TV data. ONE SOLUTION OF REALIZATION OF TV APPLICATION FOR DIGITAL TV Miroslav Bako, Tomislav Maruna, Ilija Baši evi, Mario Radonji, Boris Mlikota 1556

65 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad PRIMENA PROCEDURE PRORAČUNA TOKOVA SNAGA ZA PRORAČUN RADIJANIH DISTRIBUTIVNIH MREŽA S KRATKIM SPOJEVIMA UDK: BACKWARD/FORWARD SWIPING POWER FLOW APPLIED FOR CALCULATION OF SHORT-CIRCUITS IN RADIAL DISTRIBUTION NETWORKS Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Nikola Vojnović, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Kratak sadržaj U оvоm rаdu је оbrаđеn prоrаčun nаizmеničnе kоmpоnеntе rаdiјаlnih distributivnih mrеža s krаtkim spојеvima. Оbrаđеnо је svih pеt vrstа оsnоvnih mеtаlnih krаtkih spојеvа. Prоrаčun rеžimа mrеžе s kvarom sveden је nа prоrаčun njеnоg kоlа. Оvај prоrаčun је urаđеn primеnоm stаndаrdnе prоcеdurе zа prоrаčun tоkоvа snаgа rаdiјаlnih distributivnih mrеžа u vаriјаnti sumirаnjа struја i kоrеkciја nаpоnа. Abstract This paper deals with the calculation of alternative current component of radial distribution networks with short-circuits. All five basic short-circuits are elaborated. The faulted network calculation is reduced to the calculation of its circuit. This calculation is performed using the classical Backward/Forward Swiping procedure for radial distribution networks power flow calculation, in the variant of currents summation. Ključne reči: Thévenin/Norton-ova tеоrеmа, prоrаčun tоkоvа snаgа distributivnih mrеžа, krаtki spојеvi, kоlо. 1. UVOD Tokovi snaga i kvarovi dva su osnovna proračuna prenosnih i distributivnih mreža. Osnovna Newton/Raphsonova [1] i brza raspregnuta procedura [2] dve su definitivne procedure koje se koriste za proračun tokova snaga prenosnih mreža. Slabo upetljane distributivne mreže velikih dimenzija, malih odnosa X/R njihovih vodova, s distributivnim generatorima i veoma čestim promenama topologije, zahtevale su razvoj novih procedura za proračun tokova snaga. Ovo nije slučaj i sa proračunima kvarova. Ali, istraživanja novih procedura za proračun tokova snaga kod distributivnih mreža spontano su obuhvatila i razvoj novih procedura za proračun kvarova distributivnih mreža. Dugotrajna istraživanja proračuna tokova snaga mreža tipa "merdevina", dovela su do razvoja procedura sumiranja struja i korekcija napona ("čišćenje unazad" sweep up, backward sweep i "čišćenja unapred" sweep down, forward sweep) za proračun tokova snaga trofaznih mreža u simetričnim režimima [3]. Numeracija grana po slojevima ("lejerima") radijalnih distributivnih mreža osnova je ovih procedura. Procedura [3] NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Vladimir Strezovski, red.prof je proširena i za neuravnotežene mreže u [4]. Proračuni tokova snaga slabo upetljanih mreža sa distributivnim generatorima (aktivne mreže) svedeni su na proračune tokova snaga radijalnih pasivnih distributivnih mreža. To je urađeno tako što su uvedene tačke prekida i kompenzacione struje primenom Thévenin/Norton-ove teoreme [3,4]. Procedura [3] je dalje proširena za proračun kratkih spojeva [3,5]. Predmet ovog rada su proračuni naizmenične komponente trofaznih distributivnih radijalnih mreža s pet osnovnih metalnih kratkih spojeva: 1) јеdnоfаzni 1FKS, 2) dvofazni bez zemlјe 2FKS, 3) dvofazni sa zemlјom 2FKSZ, 4) trofazni bez zemlje 3FKS i 5) trofazni sa zemlјom 3FKSZ (režimi s poslednja dva kratka spoja međusobno su jednaka). Ti proračuni su izvedeni u domenu simetričnih komponenti. Mreže su uravnotežene i nalaze se u poznatim simetričnim režimima pre kratkog spoja. Proračuni su svedeni na standardnu proceduru proračuna tokova snaga sumiranjem struja i korekcijama napona deo 2. Proračuni režima s kratkim spojevima su svedeni na proračune Δ kola mreže [6] u delu 3. U delu 4 dat je primer proračuna. Delovi 5 i 6 sadrže zaključke i korišćenu literaturu, respektivno. 2. PRORAČUN TOKOVA SNAGA Mreža se sastoji od n trofaznih čvorova i (n 1) trofazne grane, n 2. Model mreže je monofazan (pofazan), saglasan s pogonskom šemom mreže za simetričan režim direktnog redosleda. On se odnosi na režim faze a. Sa 0 je označena tačka (čvor) referentnog nultog potencijala (zemlja). To je (n+1)-vi čvor mreže. Normalizovana pogonska šema mreže može da se konstituiše koristeći se isključivo monofaznim Γ segmentima prikazanim na slici 1. Svaki Γ segment se sastoji od redne i otočne grane. Jedan Γ segment je asociran jednoj sekciji voda ili jednom transformatoru. Sa K i k su označeni indeksi čvorova na početku i kraju razmatranog segmenta, odnosno čvorovi bliži i dalji od korena radijalne mreže, respektivno. S obzirom na radijalnost mreže, čvor K je ujedno i kraj Γ segmenta prethodnika s kojeg se napaja razmatrani segment, ili je to koren mreže. Čvor K može da bude početak više drugih Γ segmenata koji se napajaju preko istog prethodnika. Čvor k je ujedno i početak jednog ili više Γ segmenata sledbenika koji se napajaju preko razmatranog segmenta i/ili je u njemu priključen potrošač s faznom kompleksnom snagom Sˆ = P jq k k k (za definiciju Sˆ Uˆ * = Iˆ k k k ). Moguća zavisnost snage potrošača od napona neće se isticati. Fazor fazne struje

66 potrošača označen je sa Î k. Usled radijalnosti mreže, svaki Γ segment i reprezenti njegovih rednih i otočnih parametara indeksirani su istim indeksom čvora na njegovom kraju k. Uˆ K K M I ˆ k ẑk A Îok 0 Slika 1 Pogonska šema segmenta Г k trofazne distributivne mreže Sa ẑ k je označen impedantni reprezent rednog parametra segmenta Γ k. Kada je u pitanju sekcija voda, onda je to njegova redna pogonska impedansa za simetričan režim direktnog redosleda; kada je u pitanju transformator, onda je to njegova impedansa kratkog spoja (idealni transformatori su eliminisani primenom sistema relativnih vrednosti i θ transformacije [6]). Struja redne grane označena je sa I ˆ k. Sa ŷok je označen admitantni reprezent otočnog parametra segmenta Γ k. On predstavlja sumu admitantnog reprezenta otočnog parametra kraja sekcije ili transformatora (admitansa magnećenja) kojem je segment Γ k pridružen, otočnih parametara na počecima sekcija ili transformatora (admitansi magnećenja) koji se napajaju preko razmatrane sekcije ili transformatora (ako ih ima) i reprezenata otočnih elemenata direktno priključenih u čvoru k (npr, baterija kondenzatora). Opet je reč o pogonskim parametrima za simetričan režim direktnog redosleda. Sa Îok je označena struja otočne grane segmenta Γ k. Dakle, reprezent otočnih parametara na početku sekcije ili transformatora, kojoj ili kojem je asociran segment Γ k, pridružen je otočnoj grani segmenta Γ K prethodnika razmatranog segmenta Γ k. Ako je čvor K koren mreže (dakle, razmatrani segment Γ k nema prethodnika), onda otočni parametar koji odgovara čvoru K sekcije ili transformatora, kojoj ili kojem je razmatrani segment Γ k pridružen, ne utiče na proračun tokova snaga, pa se ne razmatra. Režim u tom (otočnom) parametru računa se trivijalno, na osnovu poznatog napona korena. ŷ ok k Uˆ k Iterativna procedura za proračun tokova snaga razmatrane mreže, saglasna s metodom sumiranja struja i korekcija napona [7], glasi: h+ Sˆ k h h+ Iˆ 1 ' 1 = + yˆ Uˆ + Iˆ k * h ok k j, Uˆ k j α (1a) k k = n, n 1,...3, 2 ; ˆ h+ 1 ˆ h ˆ' h+ 1 U = U zˆ I, k = 2, 3,..., n. (1b) k K k k Sa αk je označen skup indeksa Γ segmenta koji se napajaju sa segmenata k. M Ŝ k Î k Procedura se završava u h-toj iteraciji, kada su zadovoljeni kriterijumi konvergencije: h h { } ε Δ Im{ U } ε k 1 k 2 Δ Re U, k = 2, 3, K, n. Gde su Δ Re{ U } h k i Im{ U } h k (2) Δ razlike realnih i imaginarnih delova fazora napona, a ε 1 i ε 2 kriterijumi konvergencije (po želji izabrani mali brojevi, reda 10 do ). 3. PRORAČUN KRATKIH SPOJEVA Kolo na slici 2 predstavlja distributivnu mrežu s kratkim spojem (DM f ), i to onim koji je simuliran izborom jedne od topologija kratkog spoja (TKS) koje su prikazane na slici 3. Zato se u supsktiptu veličina na slici 2 pojavljuje slovo f ("fault"). Sa G, T, V i P označeni su generatori, transformatori, vodovi i potrošači mreže, respektivno. DM f a b c G T V P f f i ak ak f f i bk u bk f f i ck u ck f f u a ' k u b ' k f u c ' k Slika 2 Distributivna mreža s kratkim spojem Čvor u kojem se simulira kratak spoj c' b' a' 0 (a) 1FKS 2FKS c' b' a' c' b' a' 0 (b) (c) 2FKSZ 3FKS(Z) c' b' a' c' b' a' 0 u TKS (d) (e) Slika 3 Trofazni čvor u kojem se simulira kratak spoj (a) i topologije četiri (pet) osnovna metalna kratka spoja TKS (b, c, d i e). Za razliku od normalnih režima, režimi s kratkim spojevima su dinamički. Moduli struja i napona u režimu posle uspostavljanja kratkog spoja značajno se menjaju u vremenu, a stacionarno stanje s kratkim spojem se retko kad uspostavlja s obzirom da se delovi trofazne mreže s kratkim spojem, delovanjem relejne zaštite, vrlo brzo posle nastanka kratkog spoja galvanski izdvajaju iz ostatka mreže. Pod problemom mreže s kratkim spojem podrazumeva se proračun napona svih čvorova i struja svih grana mreže u kojoj se na jednom mestu desio kratak spoj (proračunom je obuhvaćen i režim na mestu kratkog spoja). Odnosno,

67 pod tim problemom se podrazumeva proračun stanja cele mreže s kratkim spojem. 3.1 Δ kolo U izlaganjima koja slede razmatra se režim mreže s kratkim spojem u čvoru k. Njegov proračun se vrši primenom četiri dekompozicije: 1. Dekompozicija režima s kratkim spojem na režim pre kratkog spoja i režim (slika 4). EES Čvor k a b c G T V P Slika 4 kolo Δ i ak Δ Δ i bk u ck Δ Δ i ck u ck Δ Δ u a ' k u c ' k u Δ ak Uˆ ck Uˆ bk Uˆ ak Δ u c ' k 2. Dekompozicija režima na naizmeničnu i jednosmernu komponentu. 3. Dekompozicija naizmenične komponente režima kola na tri vremenske sekvence: suptranzitni, tranzitni i ustaljeni period (režim). 4. Transformacija naizmeničnih režima kola u sve tri vremenske sekvence iz domena faznih u domen simetričnih komponenti (slika 5). DM s Čvor k s G T V P Čvor k (s) izvučen ˆ izvan DM s I Δ k s U Δ k Slika 5 Pogonska šema kola: s=d (direktnog), s=i (iverznog), s=o (nultog) redosleda Četvrta dekompozicija se odnosi na naizmeničnu komponentu režima mreže s kratkim spojem, u svakoj od tri vremenske sekvence (treća dekompozicija). Svaka trofazna veličina naizmenične komponente režima kola x a (t), x b (t) i x c (t), (napon, struja,... ), u svakoj od tri vremenske sekvence može se pesimistički tretirati stacionarnom (prostoperi-odična), pa može da se transformiše u domenu simetričnih komponenti X d, X i i X o. Osnovna karakteristika kola jeste njegova pasivnost svuda osim na mestu kratkog spoja. Tri ključne nepoznate veličine za proračun režima kola jesu struje u čvoru s d i o kratkim spojem Iˆ Δ Δ Δ k, Iˆ k, Iˆ k. Formule za njihovo izračunavanje, za sve četiri (pet) vrste metalnih kratkih spojeva prikazane su u tabeli (1a) i (1b) [6]. Sa Uˆ ak je označen napon čvora k faze a pre kratkog spoja. Sa Ẑ d kk, i Ẑ kk, i ˆ 0 Ẑ o kk označene su Thévenin-ove pogonske impe-danse mreže viđene iz čvora k, za simetrične režime direktnog (d), inverznog (i) i nultog redosleda (o), respektivno. 1FKS faze a 2FKS faza b i c d ( Iˆ Δ i k = Iˆ Δ o k = Iˆ Δ d k ) ( Iˆ Δ i k = I ˆ Δ k ) 1 d Iˆ Δ Uˆ 1 k d i o ak Uˆ ak Zˆ + Zˆ + Zˆ d i Zˆ + Zˆ kk kk kk kk kk 1 i Iˆ Δ Uˆ 1 ak Uˆ k d i o ak Zˆ kk + Zˆ kk + Zˆ d i kk Zˆ + Zˆ kk kk 1 o Iˆ Δ Uˆ k d i o ak Zˆ kk Zˆ kk Zˆ kk Tabela 1a Formule za proračun struja čvorova s jednofaznim kratkim spojem i dvofaznim kratkim spojem bez zemlje u kolu 2FKSZ faza b i c d o d Iˆ Δ kk kk Uˆ k d i d o i o ak Zˆ Zˆ Z Z Z Z kk kk + ˆ ˆ ˆ ˆ kk kk + kk kk ˆ i I Δ k 3FKS(Z) Zˆ + Zˆ 1 Uˆ d Zˆ kk o Zˆ kk Uˆ d i d o i o ak Zˆ Z Zˆ Zˆ Zˆ Zˆ 0 kk kk + kk kk + kk kk i Zˆ kk Uˆ d i d o i o Zˆ Zˆ + Zˆ Zˆ + Zˆ Zˆ 0 o Iˆ Δ k ak kk kk kk kk kk kk Tabela 1b Formule za proračun struja čvorova s dvofaznimi kratkim spojem sa zemljom i trofaznim kratkim spojem sa ili bez zemlje u kolu Kada se te struje proračunaju, pošto su struje u svim ostalim čvorovima jednake nuli, uz nulti napon korena mreže, režim kola se jednostavno izračunava koristeći se procedurom sumiranja struja i korekcija napona. Razmatra se kolo radijalne distributivne mreže sa n čvorova i n 1 granom. Ono je prikazano na slici 6 (n=6). Prvi čvor je koren mreže. U njemu je poznat napon koji je jednak nuli. Sada je problem proračuna kola sveden na proračun tokova snaga prikazan u delu 2: Δ s h+ 1 Δs s Δs h Δs h+ 1 ( Iˆ = + + k ) Jˆ k yˆ ok ( Uˆ k ) ( Iˆ j ), j αk (3a) k = n, n 1,...3, 2, ˆ Δs h+ 1 ˆ Δs h+ 1 Δs ' 1 ( ) ( ) ˆ ( ˆ Δs h+ U k = U K zk I k ), k = 2, 3,..., n. (3b) ˆ Δs Δs = 0, 3 = ˆΔ s J k J I, k = k k k 3 ; s = d, i, o 1 ˆ Δs U = 0 1 Sloj 1 Sloj 2 Iˆ ' Δs s I ' Δ s ˆ Iˆ ' Δ s 2 3 Jˆ Δ 3 4 Iˆ ' Δs 5 ˆ s I ' Δ 6 Mesto kratkog spoja 5 6 Slika 6 Pogonske šeme kola: s=d, i, o Iterativna procedura započinje specificiranjem početne aproksimacije fazora napona čvorova pogonske šeme ak 1559

68 mreže za direktni, inverzni i nulti redosled ( Uˆ Δ ), s 0 k k = 2, 3,..., n ; (napon korena Uˆ Δ s = 0, s = d, i, o, poznat je, pa se on ne aproksimira, kao što je poznata i injek- 1 tirana struja na mestu kvara koji se u ovom slučaju desio u čvoru 3 Jˆ Δs Iˆ Δs =, s d, i, o ). = 3 3 Izračunati režim kola treba da se transformiše iz domena simetričnih komponenti u domen faznih veličina, pa da se tako dobijeni režim sabere s režimom mreže pre kvara. Tako izračunat režim predstavlja režim mreže s kratkim spojem. 4. PRIMER PRORAČUNA Razmatra se Δ kolo radijalne distributivne mreže slika 6. Prvi čvor je koren mreže. U njemu je poznat napon koji je jednak nuli. Svih pet sekcija su iste. Njihovi parametri su dati na slici 7. Mreža se nalazi u praznom hodu pre kvara. Napon faze a na mestu kvara pre kvara iznosi 20 / 3 kv. Potrebno je da se izračunaju struje kvara na mestu kvara, za kriterijume konvergencije Fazni napon korena faze a iznosi: Uˆ Δ s = 0 kv, s = d, i, o. Kvar 1 se desio u čvoru 3 i obrađuje se svih četiri (pet) vrsta kratkih spojeva. Početne aproksimacije napona ostalih čvorova specificirati na vrednost napona korena: Uˆ Δs0 Uˆ Δs 0 s s s s Uˆ Δ 0 Uˆ Δ 0 Uˆ Δ 0 Uˆ Δ = = = = =, s = = ( 0 + j ) S s 6 ˆ y ( j )/ 3 Ω s 6 ˆ z = (a) = j0. 36 ( 0 + j )/ 3 S s 6 ˆ y z ˆ s = ( ) Ω 0 d, i, o. (b) Slika 7 Parametri pogonskih šema sekcija kablovskog voda 20kV: a) s =d, i, b) s=o Rezultati proračuna struja kvara za sva tri redosleda na mestu kvara za kolo dati su u tabeli 2. Takođe, Thevénin-ove impedanse viđene s mesta kvara za sva tri redosleda iznose: d Zˆ 33 [Ω]= j , i Zˆ 33 [Ω]= j , ˆ o [Ω]= j Z ZAKLJUČAK U ovom radu pokazani su proračuni naizmenične komponente režima radijalnih trofaznih distributivnih mreža sa kratkim spojevima. Mreže pre kratkih spojeva nalazile su se u poznatim simetričnim režimima direktnog redosleda Modeli i proračuni su izvedeni u domenu simetričnih komponenti. Primenom principa dekompozicije/superpozicije, mreža s kratkim spojem dekomponovana je na kolo s režimom mreže pre kratkog spoja i kolo. Suštinska prednost kola jeste da je ono pasivno svuda osim na mestu s kratkim spojem. Δ Î s [A] Δ Î d Δ Î i Δ Î o 1PKS 2PKS 2PKSZ 3PKS(Z) j j j j j j j j j Tabela 2 Proračun struja kvara za sva tri redosleda na mestu kvara za kolo Koristeći se Thévenin/Norton-ovim ekvivalentom, izračuna-vaju se struje kratkog spoja na mestu kratkog spoja. Anulirajući napon korena mreže, proračun kola je sveden na proceduru za proračun tokova snaga radijalnih mreža sumiranje struja i korekcija napona. 6. LITERATURA [1] W.F.Tinney, C.E.Hart, "Power Flow Solution by Newton's Method", IEEE on PAS, Vol. PAS-86, No. 11, Nov. 1967, pp [2] B. Stott, O. Alsac, "Fast Decoupled Load Flow", IEEE on PAS, Vol. PAS-93, No. 3, May 1974, pp [3] D.Shirmohammadi, H.W.Hong, A.Semlyen, G.X.Luo, "A Compensation-Based Power Flow Method for Weekly Meshed Distribution and Transmission Networks"; IEEE Trans. on PS, Vol. 3, No.2, May 1988, pp [4] C.S.Cheng, D.Shirmohammadi, "A Three-Phase Power Flow Method for Real-Time Distribution System Analysis", IEEE Transactions on PS, Vol. 10, No. 2, May pp PV Generator i VRs. [5] V. C. Strezoski; Analiza elektroenergetskih sistema, skripta, Fakultet tehničkih nauka Novi Sad, [6] R. V. Strezoski; Teorijska zasnovanost proračuna simet-ričnh tokova snaga radijalnih distributivnih mreža, diplomski rad, Fakultet tehničkih nauka Novi Sad, [7] X.Zhang, F.Soudi, D.Shirmohammadi, C.S.Cheng, "A Distribution Short Circuit Analysis Approach Using Hybrid Compensation Method ", IEEE Transactions on P S, Vol. 10, No. 4, Nov pp Kratka biografija: Nikola Vojnović rođen je u Novom Sadu godine. Živi u Novom Sadu. Master rad je odbranio godine na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Elektrotehnike i računarstva Elektro-energetski sistemi.

69 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: REGULACIJA PROTOKA NA IZMENJIVAČU TOPLOTE SISTEMA GREJANJA PRIMENOM FUZZY LOGIKE FLOW CONTROL ON THE HEAT EXCHANGERS IN HEATING SYSTEM USING FUZZY LOGIC Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj Rad obuhvata realizaciju kontrolne fuzzy logike na izmenjivaču toplote i termostatskom ventilu kao i upravljanje odnosima materijala i energetskim tokovima između izmenjivača toplote radijatora i zidova objekta od interesa, baziranog na osnovu zakona termodinamike. Abstract This papers describes implementation of fuzzy logic control of the heat exchanger and thermostatic valve, relations management of material and energy flows between heat exchanger, radiator and building walls, based on fundamental laws of thermodynamics. Ključne reči: daljinsko grejanje, radijator, izmenjivač toplote, termostatski ventil, fuzzy regulator Key words: district heating, radiator, heat exchanger, thermostatic valve, fuzzy regulator 1. UVOD Grejanje je proces podizanja temperature u nekom prostoru radi stvaranje uslova za duži boravak ljudi ili životinja u njemu. Posebno značajni su sistemi daljinskog grejanja u kojima se termička energija prenosi iz jednog centra, od jednog izvora toplote, na veliki broj udaljenih tela domaćinstava ili proizvodnih pogona. Sistem daljinskog grejanja je jedinstven tehničkotehnološki sistem međusobno povezanih energetskih objekata koji služi za proizvodnju, prenos i distribuciju toplotne energije. Kao medijum za distribuciju termičke energije (toplote) najčešće se koristi voda. Izmenjivač toplote je uređaj kod koga se toplota prenosi sa jednog fluida (tečnosti ili gasa) na drugi. Postoje različiti izmenjivači toplote u zavisnosti od vrste fluida, količine prenosa toplote i sl. Termostat je uređaj koji vrši proces regulacije temperature (npr. održava temperaturu na željenu vrednost). Fuzzy logika se zasniva na jasnim i precizno utvrđenim pravilima, a počiva na teoriji skupova. Fuzzy kontroler je kontroler koji vrši preslikavanje ulazne funkcije na izlaznu funkciju korišćenjem fuzzy logike. Na slici 1 je prikazan sistem daljinskog grejanja. Neki od sastavnih delova sistema daljinskog grejanja su: izmenjivač toplote (IT) koji je deo podstanice, fuzzy kontroler (FK) koji je takođe deo podstanice, radijator, termostatski ventil. Izmenjivač toplote koristi toplu vodu iz toplane a vraća ohlađenu vodu. Uloga fuzzy kontrolera u sistemu daljinskog grejanja jeste da u zavisnosti od NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Velimir Čongradac, docent. Jelena Jovetić, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad 1561 spoljne temperature kontroliše temperaturu vode u radijatoru. Parametri koji utiču na sistem radijatora su željena temperatura (na slici 1 postavljena na 21 ο C ) i merena temperatura (temperatura koju merimo senzorom temperature, MT). Protok vode u radijatoru se reguliše termostatskim ventilom. Termostatskim ventilom upravlja fuzzy kontroler na osnovu merene temperature (MT) koja zavisi od termodinamike objekta. Na termodinamiku objekta utiče temperatura zidova (višeslojnih) koja se računa na osnovu spoljne (TS) i unutrašnje temperature (TU). Slika 1: Sistem daljinskog grejanja 2. ANALIZA PROBLEMA Ponašanje dinamičkih sistema opisano je skupom diferencijalnih jednačina koje su najčešće nelinearne. Takve diferencijalne jednačine sadrže zakonitosti koje važe za dati sistem. Na osnovu postavljenih zahteva zaključuje se da je potrebno napraviti matematičke modele podsistema radijatora, podstanice daljinskog grejanja i termodinamike objekta od interesa. Takođe, potrebno je napraviti celokupni model sistema. Nakon modelovanja potrebno je izabrano rešenje testirati. Modelovanje celokupnog sistema kao i njegovih pojedinačnih delova je potrebno raditi na osnovu određenih zakona termodinamike (formula), tj. potrebno je primeniti odgovarajući zakon (formulu) na odgovarajući deo ili celinu. Svaki matematički model je opisan jednom specifičnom formulom. Parametri odnosa materijala i energetskih tokova između izmenjivača toplote, radijatora i zidova objekta su sadržani u samim zakonima (formulama). Prirodno se nameće potreba korišćenja alata za modelovanje i testiranje modela, kojim bi značajno uštedelo vreme realizacije i ubrzalo i pojednostavilo testiranje.

70 3. KONCEPT REŠENJA Pored nekoliko aktuelnih alata na tržistu kojima se može vršiti proces modelovanja i testiranja (simulacije) modela, za realizaciju ovog zadatka korišćen je Mathworks Simulink programski paket. Simulink je jedan od najviše korišćenih programskih paketa za modelovanje i simulaciju dinamičkih sistema. Simulacija unutar Simulink-a se može podeliti u tri faze: prevođenje modela, povezivanje modela (parcijalnih u celokupni) i simulacija. 4. REALIZACIJA Realicija obuhvata modelovanje sledećih podsistema: radijatora izmenjivača toplote termodinamike objekta od interesa celokupnog modela 4.1 Radijator Model radijatora ima uticaj na objekat od interesa. Uticaj se može predstaviti preko razlike temperatura okolnog vazduha ( T indoor ) i temperature vode u radijatoru (snabdevana ( T sf ), povratna ( T sr )) LMTD (eng. Logarithmic Mean Temperature Difference), što je prikazano formulom (1). Gde je h-koeficijent prenosa toplote, A-površina, T temperatura koja dolazi iz radijatora. Temperatura in razdvojnog zida ( T w ) dva toplotna nosača predstavljena je formulom (4): Gde su ( Tin, c, T out, c ) temperature radijatorskog kola, T, T ) temperature iz i ka Toplani, ( h, h ) ( in, h out, h koeficijent prenosa toplote tople i hladne strane razdvojnog zida, ( A, A ) površine toplog i hladnog dela razdvojnog zida. h c h c Povratna temperatura radijatora, za čije računanje se koristi sledeća jednačina (2): Gde je U-koeficijent ukupnog prenosa toplote, n konstanta radijatora, A-površina, c -specifičan toplotni koeficijent,. m -protok, m-masa. p,w Slika 3: Izmenjivač toplote 4.3 Termodinamika objekta od interesa Termodinamički model objekta od interesa (slika 4) se koristi za izračunavanje unutrašnje temperature objekta od interesa (jednačina 5). Kako bi se dobila tačnija aproksimacija spoljne i unutrašnje temperature zida, zid je podeljen u nekoliko slojeva. Parametri koji utiču na termodinamiku objekta od interesa su energija radijatora i spoljna temperatura. Slika 2: Model radijatora 4.2 Izmenjivač toplote Izmenjivač toplote je sličan radijatoru. Podeljen je u linerarne sekcije koje se povezuju kako bi se dobio realan model. Izlazna vrednost temperature ( Tout - koja zavisi od protoka fluida) izmenjivača toplote predstavljena je jednačinom ispod: Gde nam prvi deo jednačine predstavlja snabdevanje kuće toplotnom energijom radijatora, drugi deo predstavlja toplotnu energiju drugih objekata kao što su ljudi, kompijuter itd., treći deo opisuje prenošenje topote iz kuće u zatvorenom prostoru na prvi sloj betona, četvrti deo predstavlja gubitak toplote zbog razmene vazduha kroz npr. ventilaciju. Slika 4: Model termodinamike objekta od interesa 1562

71 4.4 Celokupni model Celokupni model se sastoji od dva glavna bloka, podstanice daljinskog grejanja i od samog objekta od interesa. Zajedno svi blokovi formiraju kompletan model daljinskog grejanja objekta od interesa. Model je prilagođen realnom svetu, sa instaliranom tj. fiksnom podstanicom daljinskog grejanja i ukupnom grejnom površinom radijatora Fuzzy kontroler termostatskog ventila Fuzzy kontroler termostatskog ventila vrši funkciju preslikavanja greške temperature (razlike izmerene i željene vrednosti) na otvorenost ventila. Funkcija pripadnosti koja je korišćena za fuzzy regulaciju kod termostatskog ventila prikazana je na slici 8. Slika 5: Završni model sistema 4.5 Fuzzy kontroler Fuzzy konroler izmenjivača toplote Na ulaz fuzzy kontrolera izmenjivača toplote dovodi se temperatura snabdevanja radijatora i spoljna temperatura, a na svom izlazu daje njihovu zavisnost tj. stvarnu temperaturu snabdevanja radijatora. Funkcije pripadnosti koje su korišćene za fuzzy regulaciju kod izmenjivača toplote prikazane su na sledećim slikama: Slika 8: Funkcija pripadnosti greške temperature Skupovi izlazne promenljive otvorenosti termostatskog ventila imaju sledeće značenje: zatvori ventil (eng. VerySmall), malo otvori ventil (eng. Small), srednje otvori ventil (eng. Medium), puno otvori ventil (eng. High), skroz otvori ventil (eng. VeryHigh) Prostor razmatranja promenjive otvorenosti termostatskog ventila je od 0 do 1, a funkcije pripadnosti navedenih skupova su konstantne vrednosti: 0 zatvori ventil (eng. VerySmall), 0.25 malo otvori ventil (eng. Small), 0.5 srednje otvori ventil (eng. Medium), 0.75 puno otvori ventil (eng. High), 1 skroz otvori ventil (eng. VeryHigh) 4.6 Termostatski ventil Termostatski ventil kontroliše protok vode kroz radijator na osnovu merenja sobne temperature (6), ako je sobna temperatura manja, protok vode kroz radijator će biti veći. Slika 6: Funkcije pripadnosti snabdevane temperature radijatora Funkcija ponašanja ventila f(terr), pritiska na ventilu, vode. Kvs Δ P valve -razlika -karakteristika ventila, ρ -gustina Slika 7: Funkcija pripadnosti spoljne temeprature Skupovi izlazne promenljive temperature snabdevanja radijatora imaju sledeća značenja: veoma mala temperatura (eng. VerySmallT), mala temperatura (eng. SmallT), srednja temperatura(eng. Medium), visoka temperatura (eng. HighT), veoma visoka temperatura (eng. VeryHighT). Prostor razmatranja promenljive temperature snabdevanja radijatora je od 25 ο C do 60 ο C Slika 9: Model termostatskog ventila 5. REZULTATI SIMULACIJE Za opisani sistem urađena je simulacija za jedan dan u zimskom periodu sa periodom promene od jednog minuta. Zadata je sinusna promena spoljne temperatura u rasponu od 30 ο C stepeni do 10 ο C stepena. Željena temperatura u svim prostorijama je 21 ο C, pritisak na ventilu je konstantan i iznosi 0.2 bara. Temperatura vode koja

72 dolazi iz toplane je 80 ο C, a povratna temperatura je oko 65 ο C. Vrednosti energija radijatora su min - 2kW i max - 30kW (slika 10). Slika 10: Ukupna energija radijatora Merena temperatura koja zavisi od termodinamike objekta od interesa je u rasponu od 0 ο C do 23 ο C (slika 11). Slika 11: Unutršnja temperatura u odnosu na termodinamiku objekta od interesa Protok u radijatoru regulisan fuzzy kontrolerom se kreće od 0.06 do 0.16 (slika 12). Slika 12: Protok u radijatoru regulisan fuzzy kontrolerom Temperatura kojom se snabdeva radijator je u temperaturnom rasponu od 28 ο C do 50 ο C. Temperatura vode koja se šalje iz radijatora ima vrednost oko 22 ο C. Ulazna i izlazna temperatura vode radijatora (slika 13). 6. ZAKLJUČAK Prilikom izrade rada, za modelovanje i simulaciju odabran je Simulink programski paket. Realizovano rešenje u potpunosti zadovoljava postavljene zahteve. Ispravno ponašanje sistema je provereno simulacijama. Model je u potpunosti funkcionalan i primenjiv na terenu. 7. LITERATURA [1] Joelsson A, Gustafsson L. District heating and energy efficiency in detached houses of different size and construction [2] The Swedish District Heating Association, November < [3] CHP combined heat and power. An effective and clean solution for energy production, January < [4] Gustafsson J, Van Deventer J, Delsing J. Thermodynamic simulation of a detached house with district heating subcentral [5] Yliniemi K. Fault detection in district heating substations, Lulea University of Technology, Licentiate thesis, Div. of EISLAB, Dep. of Computer Science and Electrical Engineering, Lulea University of Technology, Lulea, Sweden; [6] A. Bejan, A. D. Kraus, Heat transfer handbook, John Wiley and Sons,Inc., Hoboken, New Jersey, [7] Y. A. Cengel, Thermodynamics and heat transfer, McGraw-Hill, [8] T.Persson, District heating for residential areas with single-family housing with special emphasis on domestic hot water comfort,ph.d.thesis, Div. of energy economics and planning, Dept. of Heat and Power Technology, Lund University, Sweden, June, [9] Y.Jomni, Improving heat measurement accuracy in district heating substations, Ph.D.Thesis, Luea University of Technology, Lulea Sweden, Kratka biografija: Jelena Jovetić rođena u Požarevcu god. Srednju Tehničku školu u Kostolcu završila god. Diplomski-Bachelor rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Elektrotehnike i računarstva Računarstvo i automatika odbranila je god. Slika 13: Temperature radijatorskog kola 1564

73 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: PRIMENA FUZZY KONTROLERA U OPTIMIZACIJI UGLA ZAKRIVLJENOSTI ŽALUZINA APPLICATION OF FUZZY CONTROLLER FOR THE OPTIMIZATION OF BLIND TILT ANGLE Ivan Puškaš, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj U okviru rada realizovan je fuzzy kontroler koji upravlja žaluzinama, sa ciljem uštede energije i postizanja komfora u prostoriji. Fuzzy kontroler je realizovan na osnovu UML dijagramu koji opisuje algoritam pomoću koga se upravljanja žaluzinama. Algoritam je zasnovan na analizi rezultata optimizacije ugla zakrivljenosti žaluzina upotrebom veštačke inteligencije. Parametri, potrebni za proračunavanje uticaja sunčevog zračenja na zagrevanje i osvetljenje prostorije, dobijeni su iz matematičkog modela. U radu je data i analiza rezultata simulacije realizovanog fuzzy kontrolera. Abstract In this paper was implemented fuzzy controller that controls blinds, with the goal of achieving energy savings and comfort of the room. Fuzzy controller is implemented based on UML diagram that describes the algorithm for control of the blinds. The algorithm is based on an analysis of the results of optimization of a blind tilt angle using artificial intelligence. Parameters needed to calculate the influence of solar radiation on the temperature and lighting in the room, were obtained from the mathematical model. Also,in this paper was given an analysis of the simulation results of the realized fuzzy controller. Ključne reči: ugao zakrivljenosti žaluzina, toplotni dobici, osvetljenost, potrošnja, genetski algoritam, fuzzy logika, fuzzy kontroler, TAC Vista. 1. UVOD Sunčeva energija je energija sunčevog zračenja koju primećujemo u obliku svetla i toplote kojom nas Sunce svakodnevno obasipa. Ona u suštini predstavlja resurs kojim može da, u određenim količinama raspolaže svaka država - bez uvozne zavisnosti, pri čemu je od značaja i činjenica da je to ekološki gledano čista energija čije energetske tehnologije ne zagađuju životnu sredinu u procesu pretvaranja iz izvornog oblika u oblik pogodan za korišćenje [1]. Sa aspekta klimatizacije prostorija, Sunčevo zračenje u letnjem periodu je štetno, zato što prouzrokuje prekomerno zagrevanje prostorija, tako da je potreban utrošak energije za hlađenje, kako bi se eliminisala NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Velimir Čongradac, docent. toplota koja potiče od Sunčevog zračenja. S druge strane u zimskom periodu sunčevo zračenje je korisno, jer omogućava da se smanji količina energije potrebna za zagrevanje prostorije. Najpraktičniji način kontrole ulaska Sunčevog zračenja u prostoriju jesu žaluzine iz razloga što se mogu pomerati i prilagođavati tenutnim potrebama i time maksimizirati zaštita od Sunca u letnjem periodu ili toplotni dobici u zimskom periodu, a pozitivna stvar je i to što se njihovom upotrebom ne blokira svetlost koja dolazi u prostorije. 2. MATEMATIČKI MODEL SISTEMA Sunčevo zračenje koje dospeva na površinu Zemlje delimo na direktno, difuzno i odbijeno. Direktno zračenje predstavlja komponentu ukupnog zračenja koja direktno dospeva na površinu Zemlje. Difuzno zračenje izazivaju molekuli gasova i čestice koje se nalaze u atmosferi. To zračenje se ne širi u jednom smeru. Odbijeno zračenje predstavljaju Sunčevi zraci koji se, nakon prolaska kroz atmosferu odbijaju od okoline i padaju na površinu koju razmatramo. Ukupna refleksija je zbir ove tri prethodno navedene. Matematički model je zasnovan na izračunavanju ukupnog zračenje od koga zavise vrednosti za spoljašnju osvetljenost i termalne dobitke. Spoljašnja osvetljenost i termalni dobici se izračunavaju na osnovu više različitih parametara: geografske širine i geografske dužine na kojoj se nalazi objekat, vremenske zone, danu u godini, vremenu za koje se određuje tačan položaj Sunca, kao i činjenice da li se radi o oblačnom ili vedrom danu. Na osnovu svih navedenih podataka, i tehničkih karakteristika prozora i prostorije, kao i orijentacije prozora, dolazi se do količine prirodne svetlosti koja ulazi u prostoriju, i vrednosti termalnih dobitaka koji dovode do njenog zagrevanja. Od ovih vrednosti zavisi proračun dodatnog veštačkog osvetljenja i potrebe za hlađenjem ili dodatnim grejanjem prostora. 3. GENETSKI ALGORITMI I FUZZY LOGIKA Genetski Algoritmi (GA) predstavljaju proceduru paralelnog pretraživanja pogodnu za primenu u sistemima paralelenog procesiranja (obrade) podataka čime se postiže značajno ubrzavanje rada.[2] GA svaku tačku parametarskog ili prostora rešenja predstavljaju preko binarnog niza (stringa) koji se zove hromozom. Svakom hromozomu je pridružena određena vrednost podobnosti (prilagođenosti), tako da se 1565

74 određivanje vrednosti kriterijumske funkcije svodi na procenu njene vrednosti u jednoj tački. U svakoj generaciji GA primenom genetskih operatora (selekcija, ukrštanje, mutacija) proizvodi novu populaciju, a članovi populacije, koji u većoj meri zadovoljavaju kriterijumsku funkciju, imaju veću šansu da prežive i da učestvuju u budućim ukrštanjima. Nakon većeg broja generacija, tj. kad se zadovolji uslov kraja evolutivnog procesa, populacija sadrži članove sa najboljim stepenom prilagođenja. Fuzzy logika je nadskup konvencionalne (Bulove) logike koja je proširena tako da podržava koncept parcijalne istinitosti istinitosne vrednosti između potpune istine" i potpune neistine". Ona uzima u obzir činjenicu da ljudsko rasuđivanje može da koristi koncepte i znanje koji nemaju dobro definisane, oštre granice. Fuzzy logika je pogodna za: složene sisteme koje je teško ili nemoguće modelovati konvencionalnim matematičkim aparatom i sisteme kojima upravljaju ljudi-eksperti ili sistemi koji koriste ljudska opažanja kao ulaze.[3] Jedna od osobina fuzzy logike je da se bazira na prirodnom jeziku, na osnovama ljudskog sporazumevanja, tj. ulazi i izlazi mogu imati različite lingvističke nazive, a lingvističke promenljive imaju i lingvističke vrednosti Upravljanje žaluzinama primenom genetskog algoritma Kao jedna mogućnost za određivanje optimalnog ugla zakrivljenosti žaluzina nametnuo se genetski algoritam. Populaciju nad kojom se vrše genetske operacije čine jedinke koje predstavljaju trenutne uglove zakrivljenosti žaluzina. Vrednosti uglova se kreću od 0 do 180. One su kodirane u binarni desetobitni broj. Za svaku jedinku se određuje pogodnost, koja je uslovljena spoljašnjom osvetljenošću i termalnim dobicima, a koja se razlikuje za sezone grejanja i hlađenja. Vrednosti funkcije pogodnosti su skalirane između 0 i 1, pri čemu 0 označava najlošiju pogodnost date jedinke, a 1 najbolju. Kvalitet, odnosno uspešnost genetskog algoritma zavisi od definisanja funkcije pogodnosti. Ako je ona loše ili nepotpuno definisana i rezultati će biti loši, i obrnuto Upravljanje žaluzinama primenom fuzzy logike Druga mogućnost za optimizaciju ugla zakrivljenosti žaluzina predstavlja upotreba fuzzy logike. Ovaj pristup se zasniva pre svega na definisanju ulaza koji, u ovom slučaju, obuhvataju trenutni ugao žaluzina, spoljašnju osvetljenost i termalne dobitke. U odnosu na formirane ulaze kreirana je baza pravila na osnovu koje se donosi odluka o najpogodnijem uglu žaluzina pri datim uslovima. Kriterijumi optimalnosti korišćeni u fazzy kontroleru jesu postizanje željene osvetljenosti uz što bolje iskorišćenje prirodnog svetla, kao i ušteda energije na grejanju i hlađenju. S tim u vezi, formirane su ulazne lingvističke promenljive ugao roletne, koja ima lingvističke vrednosti: srednji_ugao, veliki_ugao i mali_ugao; osvetljenost sa vrednostima: loša, srednja, dobra i velika; i promenljiva dobici sa vrednostima: mali, srednji i veliki. Na osnovu 1566 ovih vrednosti napravljena je baza pravila, koja se koristi u donošenju odluke o izlazu iz fuzzy kontrolera, a to je optimalan ugao žaluzina, odnosno promenljiva izlazni ugao. Vrednosti koje karakterišu izlaz iz kontrolera su zatvori1, više_svetla, otvori, manje_svetla i zatvori Simulacija i analiza rezultata matematičkog modela Simulacije su vršene za sve četiri strane sveta, uzimajući u obzir da li je dan vedar ili oblačan, i o kom dobu dana se radi. Na ovaj način omogućeno je praćenje promene ugla žaluzina tokom dana i potrošnje električne energije, kao i poređenje potrošnje energije u zavisnosti od orijentacije prostorije. U sezoni grejanja žaluzine se ujutro sve više otvaraju kako bi ušlo više svetlosti i toplote, a krajem dana počinju polako da se zatvaraju kako bi se zadržala toplota unutar prostorije. S druge strane, u sezoni hlađenja, potrebno je sprečiti dodatno zagrevanje prostorije, jer raste potrošnja električne energije neophodne za hlađenje. Da bi se to postiglo, žaluzine su pretežno zatvorene ili pod malim uglom. 4. UML DIJAGRAM UML ili Unified Modeling Language je grafički jezik za vizuelizaciju, specifikaciju, konstruisanje i dokumentovanje sistema programske podrške. Potrebno je naglasiti da UML nije programski jezik, to je grafički jezik. On predstavlja kolekciju najboljih uspešnih inženjerskih metoda kojima je, iskustveno dokazano, pojednostavljeno modelovanje velikih i složenih sistema.[4] 4.1. Algoritam za upravljanje žaluzinama Bitan zaključak nakon analize matematičkih modela jeste to da je za izradu kontrolera pogodniji fuzzy kontroler. Sam kontroler je osmišljen tako da omogući dva režima rada: ručni i automatski. U ručnom režimu rada odluku o uglu zakrivljenosti žaluzina donosi korisnik. Dakle, korisnik podešava ugao zakrivljenosti u skladu sa svojim željama i potrebama. S druge strane, u automatskom režimu rada, odluku o uglu zakrivljenosti žaluzina donosi kontroler na osnovu prikupljenih podataka: trenutnoj spoljašnjoj temperaturi, spoljašnjoj osvetljenosti, termalnim dobicima i trenutnom uglu žaluzina Za realizaciju ovog upravljačkog algoritma pretpostavljeno je postojanje senzora koji meri spoljašnju temperaturu, u vidu Pt-sonde ili nekog drugog termometra, kao i senzora za merenje spoljašnje osvetljenosti, odnosno piranometra. 5. SOFTVERSKO REŠENJE - TAC VISTA TAC Vista je, zbog mogućnosti koje pruža odabrana kao pogodna platforma za realizaciju fuzzy kontrolera za upravljanje zakrivljenosti žaluzina. Za realizaciju fuzzy kontrolera su upotrebljeni TAC Vistini alati: TAC Menta (grafički aparat za programiranje aplikacija), TAC Vista WorkStation (SCADA program za efikasnu kontrolu i nadzor objekata), TAC Graphics i njeni programibilni kontroleri TAC Xenta serija 400.

75 5.1. Fuzzy kontroler za upravljanje žaluzinama Analizom matematičkog modela za upravljanje žaluzinama došli smo do optimalnog broja parametara potrebnih za realizaciju fuzzy kontrolera za upravljanje žaluzinama. Ti parametri su: tri analogna ulaza, jedan analogni izlaza, tri digitalna ulaza, dva digitalna izlaza i 10 realnih konstanti. Prvo se računa trenutna pozicija Sunca na osnovu parametara o geografskoj poziciji objekta, dana u godini i dobu dana. Informacije o geografskoj poziciji, geografskoj dužini, geografskoj širini i vremenskoj zoni, unosi sam korisnik prilikom podešavanja kontrolera. Informaciju o trenutnom danu u godini i dobu dana, tj. trenutnom času daje časovnik integrisan u TAC Xenta401 programibilnom kontroleru. Nakon toga mogu se na osnovu izračunate informacije o položaju Sunca, vremenskim uslovima, zadatoj orijentaciji, veličini i tipu prozora izračunati i toplotni dobici. Vremenski uslovi se određuju na osnovu trenutne osvetljenosti i položaja Sunca. Ukoliko je osvetljenost ispod lux, a trenutni položaj Sunca iznad horizonta, smatra se da je dan oblačan. U suprotnom, dan je vedar. Kako je za osvetljenje prostorije potrebno mnogo manje energije nego što je to potrebno za njeno hladjenje, u sezoni hlađenja osnovni cilj je sprečiti dodatno zagrevanje prostorije tako što će se uticaj toplotnih dobitaka održavati malim. Analizom matematičkog modela došlo se do zaključka da je optimalno rešenje održavanje ugla žaluzina takvo, da uticaj termalnih dobitaka na zagrevanje prostorije bude u intervalu između 1.5% i 5%, jer u tom intervalu neće doći do prevelikog zagrevanja prostorije. S druge strane, u sezoni grejanja ugao žaluzina teži da propusti što više svetlosti i toplote, kako ne bi bila potrebna dodatna energija za osvetljenje prostorije i kako bi se smanjila energija potrebna za grejanje. Popred automatskog računanja ugla zakrivljenosti žaluzina kontroler proža mogućnost i ručnog režima rada Simulacija fuzzy kontrolera za upravljanje žaluzina i analiza rezultata Na slici 1. dat je prikaz rezultata rada fuzzy kontrolera za 20. jul, u 12h, po vedrom danu, i orijentaciji prozora ka jugu. Slika 1. Prikaz rezultata rada fuzzy kontrolera-sezona hlađenja Na slici 2. dat je prikaz rezultata rada fuzzy kontrolera za 15. Januar, u 12h, po vedrom danu, i orijentaciji prozora ka jugu Slika 2. Prikaz rezultata rada fuzzy kontrolera-sezona grejanja Na slici 1 i slici 2 prikazana su kretanja tri parametra: vreme (plava linija), toplotni dobici (zelena linija) i dobijeni ugao žaluzina (crvena linija) Vizualzacija fuzzy kontrolera Primer mogućeg izgleda fuzzy kontrolera za krajnjeg korisnika, odnosno njegova vizualizacija obuhvata dva prozora. Glavni prozor na kome su prikazane trenutne vrednosti promenljivih i dinamika kontrolera i prozor za promenu parametara na kome se vrše podešavanja parametar kontrolera. 4. ZAKLJUČAK Najpraktičniji način kontrole uticaja Sunca u prostoriji jesu žaluzine iz razloga što se mogu pomerati i prilagođavati tenutnim potrebama i time maksimizirati zaštita od Sunca u letnjem periodu ili toplotne dobitke u zimskom periodu, a pozitivna stvar je i to što se njihovom upotrebom ne blokira dnevna svetlost koja dolazi u prostoriju.[1] Dakle potreban je kontroler za upravljanje žaluzinama koji će na osnovu trenutnih uslova odrediti optimalan ugao zakrivljenosti žaluzina. U sezoni hlađenja, treba obezbediti ugao koji će smanjiti uticaj toplotnih dobitaka, kako bi se smanjila potrošnja energije potrebne za hlađenje, a istovremeno pustiti dovoljnu količinu dnevene svetlosti kako se ne bi drastično povećala potrošnja energije potrebna za rasvetu. S druge strane u sezoni grejanja uticaj toplotnih dobitaka može smanjiti potrošnju energije potrebnu za grejanje prostorije, pa ugao treba da bude u skladu sa tim. Takav kontroler je upravo izložen u ovom radu. 5. LITERATURA [1] Solarna energija Energija Sunca [2] Genetski algoritmi, Inteligentno i napredno upravljanje [3] Fazi sistemi, Računarska inteligencija [4] UML, Dragan Marković [5] Predrag Janičić, Mladen Nikolić, Veštačka inteligencija, Matematički fakultet, Beograd, 2010

76 [6] Athanassios Tzempelikos, A Methodology for Detailed Calculation of Illuminance Levels and Dimming Factors in a Room with Motorized Blinds Integrated in an andvanced Window, Department of Building, Civil and Environmental Engineering, Faculty of Engineering and Computer Science, Concordia University, Motreal, Canada, year [7] A. De Rosa, V. Ferraro, D. Kaliakatsos, V. Marinelli, Calculating indoor natural illuminance in overcast sky conditions'', Mechanical Engineering Department, University of Calabria, Arcavacata di Rende (CS), Italy [8] D.G.Stephenson and G.P. Mitalas, Solar transmission through windows with venetian blinds'', National research council, Ottawa, Canada, April [9] PhD Alessandro Quintino, Lucia Fontana, Professor, Fenestration Peak Solar Heat Gain: a Review of the Cloudless Day Condition as Conservative Hypothesis, Dipartimento di Progettazione e studio dell architettura, Università degli Studi Roma Tre, Roma, Italy, year [10] J.H. Hems and J.L. Warner, Solar Heat Gain Coefficient of Complex Fenestrations with a Venetian Blind for Differing Slat Tilt Angles'', January Kratka biografija: Ivan (Jovgen) Puškaš, rođen je u Novom Sadu. Završio je prirodnomatematički smer gimnazije Jovan Jovanović Zmaj, godine u Novom Sadu i osnovne akademske studije na Fakultetu Tehničkih Nauka u Novom Sadu, smer Računarstvo i automatika Automatika i upravljanje sistemima godine. 1568

77 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad PRIMENA ALGORITAMA ZA BOJENJE GRAFOVA ZA PRIKAZ DISTRIBUTIVNIH MREŽA APPLICATION OF GRAPH COLORING ALGORITHMS FOR DISPLAYING DISTRIBUTION NETWORKS Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Nemanja Karanović, Fakultet Tehničkih Nauka, Novi Sad Kratak sadržaj Grafička predstava električnih distributivnih mreža je od velikog značajaa u elektroenergetici jer operaterima omogućava lakše manipulisanje i nadgledanje mreže. U radu je predstavljen problem bojenja grafova, kao i neki od algoritama za rešavanje tog problema, koji se koristi za prikaz distributivnih mreža i njenih elemenata. Algoritmi su testirani na grafovimaa različitih veličina i gustina, a dobijeni rezultati su međusobno upoređeni. Abstract Graphic representation of the electrical distribution network is of great importance in electrical power engineering because it allows easier operator handling and monitoring of systems. This paper presents a graph coloring problem, and some of algorithms for solving thatt problem, which is used to display the distribution network and its elements. Tests have been performed on the graphs of different densities and sizes and algorithms results were compared. Ključne reči: grafovi, bojenje grafova, distributivne mreže, algoritmi 1. UVOD Problemi grafičke predstave distributivnih mreža se često rešavaju primenom pojedinih optimizacionih algoritama baziranih na grafovima. Tako npr. veoma značajna funkcionalnost SCADA sistema u okviru topološke analize elektroenergetskih distributivnih mreža može biti vezana za predstavljanje fidera različitim bojama. Na taj način se bolje uočavaju grupe potrošača koje se napajaju iz istih transformatorkih stanica, ali se i susedni fideri jasno razgraničavaju. Samim tim je omogućeno uočavanje graničnih elemenata između dva fidera (najčešće su to elementi rasklopne opreme: prekidači, rastavljači i dr.) i komforniji rad operatera. 2. PROBLEM BOJENJA GRAFOVAA Problem bojenja grafova je poseban slučaj označavanja grafa, gde se svaki čvor označava bojom. Pravilno bojenje grafa je onoo kod kojeg su dva čvoraa koji su povezani granom (susedni čvorovi) ) različite boje. Kažemo da je graf k obojiv ukoliko su svim čvorovima grafa dodeljene boje iz skupa k, tako da dva susedna nemaju istu boju. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Aleksandar Erdeljan, vanr.prof. Poznato je da bojenje grafova spada u NP teške problemee kombinatorne optimizacije. Stoga, pristupi na bazi heuristike se koriste da bi se pronašlo približno optimalnoo rešenje. Interesantan primer je dodeljivanje frekvencija u mreži mobilne telefonije, gde se frekvencije dodeljuju baznim stanicama tako da se smetnjee smanje na minimum. S obzirom da je poželjno upotrebiti što manji broj frekvencija, ovaj problem se može rešiti primenomm bojenja grafova. Pošto su korisnici mreže mobilni, graf je dinamički i iznova mora da se oboji. Konstruktivni algoritmi, kao npr. RLF (Recursive Large First) algoritam, počinju od neobojenog grafa i dodeljujuu boje čvorovima, sistemom jedan po jedan, dok svi čvorovi ne dobiju boju.[1] Modifikovani ACODYGRA algoritam, s druge strane, koji je zasnovan na agentima, je fokusiran na problem bojenja čvorova dinamičkog grafa kojem je dodat ilii uklonjen određen broj čvorova i grana. Algoritam počinje od inicijalnog obojenog grafa (npr. RLF algoritmom) i pokušava da oboji izmenjeni graf sa što manje boja. 3. DEFINICIJE UDK: Graf =(, ) je sastavljen od dva skupa i.. Elementi skupa su čvorovi, a elementi skupa su grane. Svaka grana je definisana kao par čvorovaa (, ). Dva čvora koja su povezanaa granom se nazivaju susedi. Skup svih suseda čvora se definiše kao ( ), dok se kardinalnost skupa ( ) definiše kao stepen čvora ( ). Boja koja je dodeljena čvoru je ( ( ), a skup boja koje su dodeljene susedima čvora se definiše kao ( ( )). Broj boja iz skupa ( ( )) je stepen saturacije (stepen zasićenosti) čvora ( ).. Optimalan broj boja grafa je hromatski broj grafa ( ). 4. ALGORITMI ZA BOJENJE GRAFOVA Rešavanje optimizacionog problema bojenja grafa se svodi na sledeće: dodeliti boju svakom čvoru, tako da dva susedna čvora ne budu iste boje. Koji je najmanji broj boja koji je potreban? Na žalost, ne postoji algoritam koji će za polinomijalno vreme rešiti ovaj problem, pa se stoga ovaj problem svrstava u NP kompletne probleme [2]. U praktičnim primenama, nije neophodno optimalnoo bojenje, dovoljnoo je naći približno optimalno bojenjee grafa. Stoga, veliki broj algoritama zasnovanih na polinomijalnom vremenu je predložen za približno određivanje rešenja bojenja čvorova grafa. 1569

78 Pošto je pronalaženje minimalnog broja boja za čvorove grafa težak zadatak, mnogi algoritmi koji se zasnivaju na heuristici su razvijeni koji dobro rade u mnogim slučajevima, ali ne garantuju da će pronaći minimalan broj boja [2]. U ovom radu se ispituje nekoliko heurističkih algoritama za bojenje prostog neusmerenog grafa Simple Max Degree (SMD) SMD algoritam dodeljuje boju prvo čvoru sa najvećim stepenom. Postavlja čvorove u niz, u opadajućem redosledu po stepenu čvora, obrađuje redom iz niza, počevši sa onim sa najvišim stepenom, i tako pokušava obojiti što više čvorova istom bojom. Pretraga za bojenjem počinje sa neobojenim čvorovima najvišeg stepena i takav način pretrage će brže dovesti do rešenja blizu optimalnom nego da su se boje dodeljivale čvorovima na slučajan način Greedy Increasing Degree (GID) Greedy je verovatno najjednostavniji algoritam bojenja grafa koji se zasniva na heuristici [3]. Osnova Greedy algoritma je da radi u fazama. U svakoj fazi nalazi lokalni (trenutni) optimum, bez obzira na kasnije posledice, u nadi da će time stići do globalnog optimuma. Generalno, Greedy algoritam se koristi za optimizaciju problema, međutim, ovakav postupak ne garantuje uvek dobre rezultate. Greedy metod ide u rastućem redosledu po stepenu čvora i dodeljuje prvu dostupnu boju čvoru tako da ne remeti pravilo bojenja Action Set (AS) AS algoritam je zasnovan na skupu akcija koje mogu biti preduzete u određenom koraku [4]. Konkretno, akcija predstavlja izbor jednog od svih trenutno neobojenih čvorova koji nisu susedni čvorovima obojenih bojom koja se obrađuje u trenutnoj iteraciji algoritma. To znači da ako je obojeno nekoliko čvorova istom bojom (recimo bojom 1), akcije koje algoritam može da preduzme se svode na izbor samo neobojenih čvorova koji nisu susedni čvorovima koji su već obojeni tom bojom (bojom 1) Recursive Large First (RLF) RLF [1] je konstruktivan metod koji polazi od praznog rešenja i uključuje čvorove kojima je dodeljena boja u trenutno delimično rešenje. Pokušava da oboji što više čvorova istom bojom pre nego što nastavi sa novom bojom. Izbor čvora zavisi od stepena povezanosti neobojenih čvorova sa prethodno obojenim čvorovima Testiranje algoritama Prethodni algoritmi su testirani na slučajno generisanim grafovima, sa čvorova i verovatnoćom grana za = (100, 300, 500, 1000) i =(0.1,0.3,0.5,0.7,0.9). Verovatnoća grana predstavlja odnos broja grana konkretnog grafa i maksimalno mogućeg broja grana, tj. verovatnoću da se grana nađe između dva čvora. Rezultati testa predstavljaju prosek od 10 slučajno generisanih grafova, sa istim parametrima i. Algoritmi su realizovani C# jezikom i testovi izvršeni na mašini sa Intel Core i5 M430 2,27GHz procesorom, 4 GB RAM, pod operativnim sistemom Windows 7 Ultimate. Rezultati su prikazani u Tabeli 1, gde f predstavlja prosečan broj boja, a t prosečno vreme koje je potrebno algoritmu za izračunavanje. Vreme izračunavanja je prikazano u milisekundama, ako nije drugačije naznačeno Tabela 1. Rezultati testiranja algoritama za bojenje statičkih grafova p n = 100 n = 300 n = 500 n = 1000 f t f t f t f t < < SMD < < < < < GID < < s s AS s s s s s s RLF s s s s s s Za grafove sa 100 i 300 čvorova, algoritmi daju približno iste rezultate, u kratkom vremenskom roku, tako da nema većih razlika, osim GID algoritma koji daje nešto veći broj boja i RLF algoritma kome je potrebno najviše 0,8 sekundi sa gustinom grana od 0.5. Izbor algoritma za ovakve grafove, sa malim brojem čvorova neće bitno uticati na rešenje. Testovi izvršeni na grafovima sa 500 čvorova pokazuju da je RLF algoritmu potrebno više vremena za izračunavanje od ostalih, u nekim slučajevima i do 5.5 sekundi, ali rezultuje minimalnim brojem boja. Rezultati testa za grafove sa 1000 čvorova i gustinom ispod 0.5 pokazuju prednost SMD algoritma u odnosu na ostale algoritme zbog manjeg broja boja i vremena izračunavanja. Međutim, za veće gustine grana, RLF će dati rešenje sa manjim brojem boja ali za znatno duže vreme. Prosečno vreme od preko 1 minut možda je i prihvatljivo za primenu u nekim sistemima, s obzirom da je broj boja minimalan, međutim, u real-time elektroenergetskim sistemima, ovo bi bio loš rezultat. 5. DINAMIČKI GRAFOVI U mnogim primenama grafovskih algoritama, uključujući komunikacione mreže, grafiku, planiranje, VLSI dizajn, grafovi su subjekti diskretnih promena. Dinamički grafovi su rezultat diskretne promene grafa, tj. pojavljivanja novih i/ili uklanjanja postojećih čvorova i grana [5]. Za tipičan problem dinamičkog grafa, postavljaju se upiti na koje se traži odgovor, za grafove koji su u procesu menjanja, dodavanja ili uklanjanja čvorova i grana. Osnovni cilj algoritma je da efikasno ažurira postojeće rešenje problema nakon dinamičkih promena, utoliko pre nego ponovno izračunavanje rešenja od početka svaki put kada se desi promena [5].

79 6. ALGORITMI ZA BOJENJE DINAMIČKIH GRAFOVA Predstavljeni algoritam je baziran na ACODYGRA algoritmu [6], koji je brz i jednostavan: dodeljuje boje čvorovima samo onda kada je to neophodno i nastoji da održi stepen zasićenja što je manji mogući. Grafovima, koji će biti testirani, će se dodavati ili uklanjati čvorovi i grane, s tim da se očuva verovatnoća grana između čvorova. Kao metod za inicijalno bojenje grafa se koristi RLF, jer rezultira najmanjim brojem boja. Implementacija algoritma je zasnovana na agentima, gde je svaki agent zadužen za ponovno bojenje konkretnog čvora i njegovih suseda. Algoritam se deli na dva podalgoritma, od kojih je jedan zadužen za slučaj dodavanja čvorova, a drugi za slučaj uklanjanja. Prvi podalgoritam dodeljuje novu boju jednom od čvorova, u slučaju pojavljivanja nove grane između dva čvora iste boje. Drugi podalgoritam nastoji da smanji ukupan broj boja, tako što prilikom uklanjanja grane između dva čvora dodeli istu boju bivšim susedima. Tabela 2. Rezultati testiranja algoritma za bojenje dinamičkog grafa prilikom dodavanja čvorova p n = 100 n = 300 n = 500 n = 1000 f t f t f t f t s s s s RLF s 39 21s s s s s s s s s +1% s s s s s s s s s s s +10% s s s s s s +20% s s s s s s s s s s s s s s s s s 5.2. Testiranje algoritama Inicijalni grafovi su slučajno generisani, sa čvorova i verovatnoćom grana za = (100, 300, 500, 1000) i = (0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3) a zatim obojeni RLF algoritmom. Fideri u distributivnoj mreži (predstavljaju čvorove grafa, a veze između fidera grane) su povezani na takav način da gustina grana ne prelazi 0.3, a broj od 1000 fidera bi odgovarao distributivnoj mreži velikog grada ili regije, pa su iz tog razloga uzeti prethodno pomenuti parametri za testiranje. Svakom inicijalnom grafu G, je, prilikom posebnog testa, dodat ili uklonjen određen broj čvorova. Proces dodavanja (uklanjanja) istog broja čvorova se ponavlja iznova 10 puta za isti graf G,, s tim da se očuva prosečna gustina grana, a na novodobijenim 1571 grafovima se primenjuje algoritam. Rezultati testa predstavljaju prosek rezultata algoritma primenjenog nad 10 novodobijenih grafova. Algoritam je realizovan i testiran istim programskim jezikom na istoj mašini kao i statički grafovi. Tabela 2. prikazuje rezultate kada se dodaju čvorovi, a Tabela 3. rezultate algoritma bojenja grafa kome su uklonjeni čvorovi. Vreme izračunavanja je prikazano u milisekundama, ako nije drugačije naznačeno Rezultati testiranja dodavanje čvorova Posmatrajući rezultate testova dinamičkog algoritma za bojenje grafa kome su dodati čvorovi, dolazi se do zaključka da je u slučaju manjih grafova (do 100 čvorova) opravdano koristiti dinamički algoritam, kada se dodaje do 20% čvorova. Algoritam daje zadovoljavajuće rezultate i na grafovima sa 300 čvorova, sa aspekta broja boja, međutim za gustine iznad 0.15 je potrebno više od 1 sekunde za izračunavanje, što može biti neprihvatljivo za neke sisteme. Za grafove sa 500 čvorova, u najgorem slučaju, sa dodatih 20% čvorova, imamo prosečno 7 novih boja, ali dugo vreme izračunavanja za gustine iznad Postavlja se pitanje da li je isplativije ponovo obojiti graf nekim od ponuđenih konstruktivnih algoritama za bojenje statičkog grafa ili ga dobojiti dinamičkim algoritmom. U slučaju velikih grafova, sa 1000 i više čvorova, na osnovu rezultata se jasno vidi da se algoritam može koristiti samo onda kada vreme izračunavanja nije od velikog značaja, jer u nekim slučajevima izračunavanje traje i preko 10 minuta. Bez obzira na to, postiže se zadovoljavajući broj boja. Tabela 3. Rezultati testiranja algoritma za bojenje dinamičkog grafa prilikom uklanjanja čvorova p n = 100 n = 300 n = 500 n = 1000 f t f t f t f t s s s s RLF s 39 21s s s s s s s s -1% s s s s s s s s < s 14 12s s s s s -10% s s s s s s s s s s s s s -20% s s s s s s

80 5.4. Rezultati testiranja uklanjanje čvorova Prilikom uklanjanja čvorova iz grafa, ako uklonimoo 1% čvorova, broj boja se neće smanjiti, za sve testirane grafove, razlika je u tome što će proteći puno vremena ako se radi sa grafovima od 1000 čvorova. Uklanjanje 10% čvorovaa iz grafa ne pokazuje bitnije smanjenje broja boja, a opet, u slučaju grafa sa 1000 čvorova uzima dug vremenski interval. Kod grafovaa kome je uklonjen broj čvorova koji je 20% od ukupnog broja se može primetiti manji prosečan broj boja. Međutim, za grafove sa 500 čvorova, potrebno je par sekundi za izvršavanje, a sa 1000 čvorova par desetina sekundi, pa se u ovom slučaju treba odlučiti da li iznova obojiti graf nekim od ponuđenih konstruktivnih algoritama ili ažurirati rešenje dinamičkim algoritmom. 6. ZAKLJUČAK Problem bojenja grafova je široko poznat u nauci i često nalazi primenu u praksi. Operacija bojenja grafa na prvi pogled deluje jednostavno, gde se svakom čvoru dodeli boja, tako da dva susedna ne budu obojeni istom bojom. Međutim, implementacija algoritama za takve operacije je zahtevan i složen proces. Rezultati konstruktivnih algoritama za bojenje statičkih grafova pokazuju superiornost RLF algoritma u odnosu na ostale u pogledu izračunatog broja boja, za sve generisane grafove, bez obzira na broj čvorova i gustinu grana, ali cena za to je vreme izračunavanja. SMD je nesumnjivo algoritam najvišeg kvaliteta, jer ima najbolji odnos rezultat vreme. Daje veći broj boja od RLF, ali je zato znatno brži pri izvršavanju. Posmatrajući problem bojenja grafova i pregled nekih od konstruktivnih algoritamaa za bojenje grafa, predstavljeni su rezultati koji dovode do zaključka da dinamički algoritmi, zasnovani na agentima, nisu dorasli klasičnim za bojenje grafova, kada su u pitanju veliki grafovi sa brojem čvorova iznad 500. Dinamički agoritam daje zadovoljavajuće rezultate što se tiče broja boja, ali za velike grafove zahteva puno više vremena. Jedna od bitnih prednosti kod problema bojenja grafova je da mnoge od najčešće korišćenih aplikacija, koje se zasnivaju na bojenju grafova, rade sa relativno malimm grafovima, sa malim brojem čvorova, a često, nije potrebno optimalno rešenje, većć približno. 7. LITERATURAA [1] Leighton, F. T., A graph coloring algorithm for large scheduling problems, Journal of Research of the National Bureau of Standards 84 (1979), [2] Gary C. Lewandowski, Practical implementations and applications of graph coloring, University of Wisconsin Madison, [3] Joseph C. Culberson, Iterated Greedy Graph Coloring and the Difficulty Landscape, Technical Report TR 92, Department of Computing Sciense, University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada, June [4] Javad Akbari Torkestani, Mohammed Reza Meybodi, A New Vertex Coloring Algorithm Based on Variable Action-Set Learning Automata, Computing and Informatics, Vol. 29, V 2010, pp , [5] David Eppstein, Zvi Galil, Giuseppe F. Italiano, Dynamic Graph Coloring, Algorithms and theory of computation handbook: general concepts and techniques 2, Chapman & Hall/CRC 2010 [6] Davy Preuveneers, Yolande Berbers, ACODYGRA: An Agent Algorithm For Coloring Dynamic Graphs,, 6th International Symposium on Symbolic and Numeric Algorithms for Scientific Computing, Symbolic and Numeric Algorithms for Scientificc Computing, Vol. XLII, pp , Kratka biografija: Nemanja Karanović rođen je u Kraljevu god. Diplomski-master rad na Fakul- tetu Tehničkihh Nauka iz oblasti Elektroteh- nike i računarstva Automatika i upravljanje sistemima odbranio je godine. e mail: nemanja.karanovic. 84@gmail.comm 1572

81 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: TEHNIKE VOĐENJA TRANSAKCIJE U DISTRIBUIRANOJ BAZI PODATAKA TECHNIQUES OF TRANSACTION MANAGEMENT IN DISTRIBUTED DATABASE Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj U radu su prikazane tehnike vođenja transakcije u distribuiranom sistemu za upravljanje bazama podataka (SUBP) Oracle 10g, u delu razrešavanja nerazrešenih distribuiranih transakcija. U cilju prikaza tehnika, simuliran je slučaj neuspeha potvrde distribuirane transakcije zbog pada jednog od servera koji učestvuje u distribuiranoj transakciji tokom izvršenja dvofaznog protokola završetka distribuirane transakcije. Simulacija je izvršena kroz naredbu potvrde transakcije - COMMIT, a pomoću parametra te transakcije - COMMENT. Abstract In the paper, we present techniques of transaction management in Oracle 10g distributed Database Management System (DBMS) with a concern to the resolution of unresolved distributed transactions. In order to present the techniques, we have simulated a case of distributed transaction failure due to a failure of one of the servers that is involved in the distributed transaction during execution of two-phase commit protocol. Simulation is carried out through COMMIT statement and its parameter - COMMENT. Ključne reči: Distribuirana baza podataka, Distribuirana transakcija; Dvofazni protokol završetka дистрибуиране transakcije 1. UVOD Pre početka analize distribuiranih baza podataka, potrebno je barem ukratko objasniti razlog njihovog nastanka. Različiti izvori pominju brojne preduslove, mahom tehničke prirode, za nastanak distribuiranih baza podataka, međutim razlog je uvek isti: potrebe poslovanja. Time se na prvom mestu misli na velike kompanije čije su poslovne jedinice smeštene na različitim lokacijama, a sve pri tom pristupaju istim padacima. U radu [1] detaljnije je objašnjeno da u kompanijama organizacija baze podataka često odslikava samu organizacionu strukturu kompanije, koja je podeljena u poslovne jedinice. Svaka jedinica ima svoju bazu podataka. Razmena podataka između tih jedinica može se obezbediti izgradnjom distribuirane baze podataka koja će učiniti podatke dostipnim svim jedinicama, a pri tom čuvati podatke bliže jedinici u kojoj se najčešće koriste. Predmet istraživanja distribuiranih baza podataka u ovom radu biće tehnike vođenja transakcije u distribuiranoj bazi podataka. Biće prikazane tehnike vođenja transakcije u Oracle 10g distribuiranom SUBP sa posebnom pažnjom na način razrešavanja nerazrešenih distribuiranih transakcija. Na početku rada biće definisana distribuirana baza podataka, uz navođenje prednosti i nedostataka distribuiranog okruženja. Marija Radanov, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Pored toga, biće objašnjena distribuirana obrada podataka, lokalna i globalna, uz naglasak na nedostatke distribuirane obrade podataka. U sledeća dva poglavlja biće prezentovane teorijske osnove distribuiranih baza podataka, koje će biti potrebne za razumevanje predmetnog istraživanja. Pri tome, biće objašnjeno upravljanje globalnom transakcijom, samo izvođenje globalne transakcije, zaključavanje podataka i potvrđivanje i poništavanje globalne transakcije, a zatim i dvofazni protokol završetka distribuirane transakcije. U šestom poglavlju biće predstavljena studija slučaja Advokatska kancelarija, kroz koju su testirane tehnike vođenja transakcije u Oracle 10g distribuiranom SUBP. U radu je ispitano kako se ponaša Oracle10g distribuirani SUBP u slučaju pada servera kako bi se kod nerazrešene distribuirane transakcije u situaciji kada automatsko razrešenje nerazrešene transakcije nije uspešno, moglo primeniti ručno razrešenje problema. Na taj način je praktično stvoren mali vodič za administratore distribuirane baze podataka koji daje objašnjenje samog slučaja i savete za razrešenje transakcije. 2. DISTRIBUIRANE BAZE PODATAKA I DISTRIBUIRANA OBRADA PODATAKA Iako postoje razlike u definicijama, distribuirana baza podataka se na prvom mestu definiše kao baza podataka čiji su podaci, odnosno fajlovi sa podacima, raspoređeni na najmanje dva servera. Time je jasno naznačena osnovna razlika između baze podataka i distribuirane baze podataka. U knjizi [2] data su još dva bitna preduslova prepoznavanja distribuirane baze podataka: distribuirana baza podatka mora predstavljati logički jedinstvenu celinu, iako su njeni delovi fizički raspodeljeni na više servera i svi serveri, koji participiraju u distribuciji, moraju biti povezani komunikacionom mrežom. Na slici 1 dat je primer distribuirane baze podataka. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Ivan Luković, red.prof. Slika 1. Distribuirana baza podataka U odnosu na centralizovane baze podataka, distribuirane baze podataka imaju brojne prednosti za korisnike čije 1573

82 poslovanje obuhvata šire georgrafsko područje. Prednosti distribuirane baze podataka su: bolje predstavljanje organizacione strukture, poboljšana razmena podataka, lokalna autonomija svakog servera, veća raspoloživost sistema, veća pouzdanost sistema, poboljšane performanse sistema, modularni rast sistema. S druge strane, distribuirane baze podataka su kompleksnije u smislu projektovanja distribuirane baze podataka, sigurnosnih mera, kontrole integriteta, a takođe ne postoji puno standarda i iskustva u ovom polju. Prema tome, u razvoj distribucionog informacionog sistema treba ući uzimajući u obzir navedene prednosti i nedostatke. Osnovna podela distribuiranih baza podataka jeste ih deli na homogene i heterogene distribuirane baze podataka.u [2] je objašnjeno da je kod homogene distribuirane baze podataka pri realizaciji upotrebljen samo jedan SUBP, dok je kod heterogene distribuirane baze podataka upotrebljeno najmanje dva različita SUBP. Kako svaki server ima SUBP istog proizvođača (npr. Oracle), homogene distribuirane baze podataka su lakše za održavanje. Heterogeni distribuirani sistem, pored lokacijske nezavisnosti, mora da obezbedi i nezavisnost od SUBP na različitim lokacijama. Prema definiciji datoj u [2], distribuirana obrada podataka predstavlja obradu podataka nad distribuiranom bazom podataka, kod koje se zadaci logike obrade podataka i upravljanja obradom podataka mogu raspodeliti na sve servere u distribuciji. Obrada podataka u distribuiranom okruženju može biti lokalnog i globalnog nivoa. Lokalna transakcija je transakcija koja se u potpunosti izvršava nad delom baze podataka koji je smešten na tačno jedan server baze podataka, u okviru sesije koja je otvorena na tom serveru baze podataka. Globalna (distribuirana) transakcija je transakcija koja se izvršava nad delovima baze podataka, smeštenim na najmanje dva servera baze podataka. Bez obzira na to da li je u pitanju lokalna ili globalna transakcija, za korisnika razlika ne sme biti uočljiva. Najveći nedostaci distribuirane obrade podataka prema radu [3] su poteškoće u dijagnostici uzroka neuspešne obrade, veći broj mogućih mesta problema (zbog većeg broja komponenata) i nekompatibilnost komponenata. Težina i kompleksnost dijagnostike uzroka neuspešne obrade podatka je pokazana u značajnoj meri i u ovom radu, nad distribuiranom bazom podataka koja je implementirana na samo dva servera. Sa povećanjem broja servera, povećava se i težina dijagnostike problema u obradi podataka. 3. UPRAVLJANJE GLOBALNOM TRANSAKCIJOM Upravljanje globalnom transakcijom ima nekoliko specifičnih karakteristika: izvođenje globalne transakcije, zaključavanje podataka i potvrđivanje i poništavanje globalne transakcije Izvođenje globalne transakcije Tokom izvođenja globalne transakcije SUBP formira stablo transakcije. Čvorovi stabla transakcije su serveri koji učestvuju u izvođenju transakcije. Prema dokumentaciji [4], kod Oracle 10g SUBP, u stablu transakcije moguće je identifikovati sledeće čvorove: klijent čvor koji upućuje zahtev za podacima koji se nalaze na drugom čvoru; uslužni server čvor koji prima zahtev za podacima od drugog čvora; globalni koordinator čvor na kojem započinje globalna transakcija. Zadaci globalnog koordinatora su: slanje svih SQL (Structured Query Language) naredbi direktno podređenim čvorovima, formirajući na taj način stablo transakcije, slanje naloga svim direktno podređenim čvorovima, osim servera globalne potvrde, da se pripreme za izvršenje transakcije, slanje naloga serveru globalne potvrde da pokrene globalnu potvrdu transakcije ukoliko su svi čvorovi uspešno izvršili pripremu i slanje naloga svim čvorovima da pokrenu globalno poništavanje transakcije ukoliko je primljen negativan odgovor, odnosno ukoliko neki od čvorova nije u mogućnosti da potvrdi transakciju; lokalni koordinator čvor koji zahteva podatke od drugog čvora kako bi izvršio svoj deo transakcije i server globalne potvrde čvor koji potvrđuje ili poništava transakciju po nalogu globalnog koordinatora, jedini je server od kog globalni koordinator ne zahteva pripremu, a administrator baze podatka definiše koliki prioritet svaki server baze podataka ima u izboru za server globalne potvrde putem parametra inicijalizacije sistema COMMIT_POINT_STRENGTH, čija vrednost je ceo broj u intervalu od 0 do 255, pri čemu veći prioritet treba dati serveru koju čuva podatke veće važnosti, i obrnuto. Na slici 2 prikazan je primer stabla transakcije sa grafičkim prikazom svih navedenih učesnika. Slika 2. Primer stabla distribuirane transakcije 3.2. Zaključavanje podataka Kao i u slučaju centralizovanog SUBP, u cilju obezbeđenja konzistentosti distribuirane baze podataka, primenjuje se princip dvofaznog protokola zaključavanja resursa. Međutim, ukoliko se projektant, radi poboljšanja performansi i pouzdanosti distribuiranog sistema, odluči za replikaciju dela baze podataka, koriste se posebne tehnike Potvrđivanje i poništavanje globalne transakcije Svaki završetak, kako lokalne tako i globalne transakcije, mora biti ili potvrđen ili poništen od svakog servera koji se nalazi u formiranom stablu transakcije. Globalni koordinator vrši sinhronizaciju svih servera tokom postupka završetka globalne transakcije i donosi jedinstvenu odluku o načinu njenog završetka. Globalna transakcija može biti potvrđena samo ukoliko je to zahtevano od globalnog koordinatora transakcije i ukoliko su svi serveri u stanju da lokalno potvrde transakciju. Ukoliko barem jedan server nije u stanju da potvrdi transakciju, ona mora biti poništena od strane svih servera. Potvrđivanje ili poništavanje globalne transakcije se odvija prema dvofaznom protokolu završetka distribuirane transakcije. 1574

83 4. DVOFAZNI PROTOKOL ZAVRŠETKA DISTRIBUIRANE TRANSAKCIJE Dvofazni protokol završetka distribuirane transakcije je distribuirani algoritam koji koordinira procesima koji učestvuju u distribuiranoj transakciji i odlučuje o tome da li je potrebno da se potvrdi ili poništi transakcija. Ovaj protokol postiže svoj cilj i u mnogim slučajevima privremenog otkazivanja sistema, i zbog toga se široko koristi. Dvofazni protokol završetka distribuirane transakcije se odvija u dve faze: faza pripreme završetka u kojoj globalni koordinator traži od svih čvorova koji učestvuju u transakciji, osim servera globalne potvrde, da se izjasne da li mogu da potvrde transakciju; ukoliko neki od čvorova negativno odgovori, cela transakcija se poništava i faza realizacije završetka koja nastaje kada svi učesnici pozitivno odgovore i tokom koje globalni koordinator zahteva od servera globalne potvrde da potvrdi transakciju, nakon čega zahteva i od ostalih servera da učine isto. U Oracle 10g SUBP postoji još jedna faza, faza brisanja, u kojoj se nakon uspešnog završetka faze realizacije iz pogleda DBA_2PC_PENDING, koji opisuje nerazrešene transakcije, briše transakcija. 5. STUDIJA SLUČAJA ADVOKATSKA KANCELARIJA Cilj studije slučaja Advokatska kancelarija jeste ispitivanje tehnika vođenja transakcije u distribuiranoj bazi podataka u praktičnoj primeni nad jednim realnim sistemom. Preduslov je upoznavanje sa realnim sistemom, specifikacija konceptualne distribucione šeme baze podataka, specifikacija distribucione šeme baze podataka i implementacija iste. Slučajevi završetka distribuirane transakcije, koji kao posledicu imaju nerazrešenu transakciju, zahtevaju razrešenje i samim tim vođenje transakcije, koje može biti automatsko ili ručno. Do nerazrešenih distribuiranih transakcija može doći zbog sledećih razloga: pad jednog od servera, prekid komunikacije između dva servera i softverska greška. Oracle 10g SUBP omogućava simulaciju prvog uzroka, pada jednog od servera, u različitim fazama dvofaznog protokola završetka distribuirane transakcije, kako bi se posmatralo automatsko razrešenje nerazrešenih transakcija ili vežbalo ručno razrešenje. Simulacija pada jednog servera se postiže sledećom SQL naredbom: COMMIT COMMENT 'ORA-2PC-CRASH-TEST-n';, pri čemu n predstavlja ceo broj čije moguće vrednosti i značenja su prikazana u tabeli 1. Tabela 1. Pregled vrednosti parametra n n Rezultat 1 Pad servera globalne potvrde posle primanja odgovora 2 Pad servera posle primanja odgovora 3 Pad servera pre pripreme 4 Pad servera posle pripreme 5 Pad servera globalne potvrde pre potvrde 6 Pad servera globalne potvrde posle potvrde 7 Pad servera pre potvrde 8 Pad servera posle potvrde 9 Pad servera globalne potvrde pre brisanja 10 Pad servera pre brisanja U daljem tekstu biće prikazan prvi slučaj završetka distribuirane transakcije simulirane nad implementiranom 1575 bazom podataka studije slučaja Advokatska kancelarija. Ostali slučajevi su detaljno obrađeni u master radu autora, ali se, zbog ograničenog prostora, u ovom radu ne prezentuju. U prvom slučaju izaziva se pad servera globalne potvrde nakon što globalni koordinator, od svih servera koji učestvuju u distribuiranoj transakciji, primi odgovor spreman. Kako je navedeno u poglavlju tri, potrebno je odrediti prioritet svakog servera putem parametra inicijalizacije COMMIT_POINT_STRENGTH. U studiji slučaja Advokatska kancelarija postoje dve lokacije: FINANSIJSKO i CENTRALA, svaka sa po jednim serverom. Na lokaciji FINANSIJSKO vrednost pomenutog parametra iznosi 5, dok na lokaciji CENTRALA vrednost parametra iznosi 10, koja time postaje server globalne potvrde. Prema tome, prioritet se daje podacima na glavnoj lokaciji gde se čuvaju svi bitni podaci o predmetima kancelarije. Simulacija počinje na lokaciji FINANSIJSKO. Prvo je potrebno onemogućiti automatsko razrešenje transakcije putem naredbe: ALTER SYSTEM DISABLE DISTRIBUTED RECOVERY;, zatim se unese torka u tabelu na udaljenom serveru, a nakon toga na lokalnom serveru. INSERT INTO VRSTA_POSTUPKA@DLINK_ORCL2 VALUES (4, 'TEST'); INSERT INTO VRSTA_SPISA VALUES (6, 'TEST'); Na kraju se potvrđuje transakcija naredbom: COMMIT COMMENT 'ORA-2PC-CRASH-TEST-1'; Rezultat naredbe je greška prikazana na slici 3. Slika 3. Greška nakon pada servera globalne potvrde posle primanja odgovora Uvidom u alert fajl na lokaciji FINANSIJSKO pronalaze se sledeća dva zapisa vezana za transakciju Na osnovu prvog zapisa saznaje se da je transakcija zarobljena u dvofaznom protokolu završetka distribuirane transakcije. Deo prvog zapisa je i poruka koja je prikazana korisniku nakon pokušaja završetka distribuirane transakcije. U drugom zapisu je navedena lokalna oznaka ( ) transakcije. Uvidom u alert fajl na lokaciji CENTRALA pronalazi se jedan zapis. Na osnovu zapisa se vidi da je transakcija zarobljena u dvofaznom protokolu završetka distribuirane transakcije. Korisno je takođe pregledati pogled DBA_2PC_PENDING i pogled DBA_2PC_NEIGHBORS, koji daje pregled dolazećih i odlazećih transakcija za nerazrešene transakcije. Na slici 4 dat je prikaz sadržaja pogleda DBA_2PC_PENDING na lokaciji FINANSIJSKO:

84 Slika 4. Sadržaj pogleda DBA_2PC_PENDING Pogled DBA_2PC_NEIGHBORS na lokaciji FINANSIJSKO sadrži podatke o dolazećim i odlazećim transakcijama prikazane na slici 5 Slika 5. Sadržaj pogleda DBA_2PC_NEIGHBORS Pogledi DBA_2PC_PENDING i DBA_2PC_NEIGHBORS na lokaciji CENTRALA su prazni u ovom slučaju, jer se ništa nije dogodilo na ovoj lokaciji. Analizom, dolazi se do sledećih zaključaka: čvor na lokaciji FINANSIJSKO je u fazi pripreme i zaključani su svi neophodni podaci, čvor na lokaciji FINANSIJSKO predstavlja globalnog koordinatora jer je vrednost kolone LOCAL_TRAN_ID jednaka oznaci lokalne transakcije u koloni GLOBAL_TRAN_ID u pogledu DBA_2PC_PENDING, čvoru na lokaciji CENTRALA nije stigao zahtev globalnog koordinatora za potvrdu transakcije. U ovom slučaju postoje dve opcije: prisilna potvrda i prisilno poništenje transakcije uz navođenje identifikacione oznake transakcije iz kolone GLOBAL_TRAN_ID i, u slučaju prisilne potvrde, identifikacione oznake potvrde iz kolone COMMIT# iz pogleda DBA_2PC_PENDING, pri čemu se uzima identifikaciona oznaka potvrde servera kod kog je ona najviša. Kako na serveru globalne potvrde nije potvrđena transakcija, odabrano je prisilno poništenje transakcije na lokalnom serveru (lokacija FINANSIJSKO) putem naredbe: ROLLBACK FORCE ' '; Sada pogled DBA_2PC_PENDING na lokaciji FINANSIJSKO prikazuje da je nerazrešena transakcija prinudno poništena. 6. ZAKLJUČAK Distribuirane baze podataka predstavljaju potrebu i realnost modernih organizacija. U nekim slučajevima distribuirana baza podataka se uvodi u organizaciju, međutim najčešće svaki organizacioni deo već poseduje bazu podataka i potrebno ih je povezati u jedan sistem. Kada se radi o situaciji da organizacija već poseduje nepovezane baze podataka, projektantski zadatak je puno kompleksniji jer zahteva formiranje heterogene distribuirane baze podataka i pored brige o transparentnosti, bezbednosti, načinu fragmentacije i replikacije i drugih pitanja koja su u distribuiranom okruženju osetljivija u odnosu na centralizovano okruženje, donosi i problem različitih distribuiranih SUBP koji se nalaze na različitim lokacijama. U radu je prikazan način analize i razrešenja transakcija u distribuiranoj bazi podataka kod Oracle10g distribuiranog SUBP. Zahvaljujući činjenici da ovaj SUBP omogućava simulaciju pada nekog od servera koji učestvuje u distribuiranoj transakciji i to u različitim fazama njenog završetka, predstavljen je jedan slučaj pada servera. Prikazana su zapažanja uočena u porukama koje daje SUBP, zatim su izvedeni zaključci iz nastale situacije i opisan je način na koji se ona može razrešiti. Ispitano je kako se ponaša Oracle10g distribuirani SUBP kako bi se u slučaju stvarne pojave nerazrešene distribuirane transakcije u situaciji kada automatsko razrešenje upitne transakcije nije uspešno, moglo primeniti ručno razrešenje problema. Dalji pravac istraživanja bi se mogao zasnivati na ispitivanju drugih protokola koji služe istoj svrsi kao dvofazni protokol završetka distribuirane transakcije. Prema radu [5], problem dvofaznog protokola završetka distribuirane transakcije predstavlja situacija u kojoj neki od podređenih čvorova drži zaključane resurse koje ne može da oslobodi dok ne dobije zahtev za potvrdom ili poništenjem od strane globalnog koodinatora, a došlo je do pada globalnog koordinatora. Kod trofaznog protokola završetka distribuirane transakcije uveden je između ostalog i timeout mehanizam koji služi da se kod pomenute situacije nakon isteka određenog vremena omogući oslobađanje zaključanih podataka. Pored ove postoje i druge varijante protokola završetka distribuirane transakcije, vredne istraživanja. Na kraju, postavlja se značajno pitanje: Kada je opravdano primeniti koncept distribuirane arhitekture, a kada se zadržati na nekoj centralizovanoj, ali moćnoj arhitekturi? U tom pogledu, bilo bi korisno istražiti koji su razlozi za i protiv oba koncepta, kako bi organizacije mogle, prema svojim potrebama i mogućnostima, da se odluče za jedan koncept. Pretpostavlja se da bi istraživanje kao presudne faktore izdvojilo ekonomičnost, pouzdanost, sigurnost i kompleksnost održavanja sistema. 8. LITERATURA [1] Tamma, V. Uversity of Liverpool, Computer Science Department. [Na mreži] 5 Oktobar [Citirano: 2 Januar 2012.] DDB-notes.pdf [2] P. Mogin, I. Luković, M. Govedarica. Principi projektovanja baza podataka. Novi Sad : FTN Izdavaštvo, ISBN [3] The University of Nottingham, UK Campus. [Na mreži] 30 Oktobar [Citirano: 13 Januar 2012.] [4] Oracle Database Administrator's Guide 10g Release 2. [Na mreži] _txns.htm. Part Number B [5] Wikipedia. [Na mreži] 13 Mart [Citirano: 17 Mart 2012.] Kratka biografija: Marija Radanov je rođena u Zrenjaninu godine. Fakultet tehničkih nauka upisala je godine. Bečelor rad iz oblasti Industrijskog inženjerstva i menadžmenta - Informacioni menadžment odbranila je godine. Master rad iz oblasti Elektrotehnike i računarstva Primenjene računarske nauke i informatika odbranila je godine. 1576

85 Zbornik radova Fakultetaa tehničkih nauka, Novi Sad PROGRAMSKA IMPLEMENTACIJA METODOLOGIJE ZA POTENCIJALNU UŠTEDU ENERGIJE U BOLNICAM MA SOFTWARE IMPLEMENTATION OF METHODOLOGY FOR THE POTENTIAL ENERGY SAVINGS IN HOSPITALS Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Aleksandar Milićević, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Kratak sadržaj U ovom radu opisana je metodologija za potencijalnu uštedu energije u bolnicama, sa svim parametrimaa od kojih potrošnja energije zavisi. Nako opisa metodologije, predstavljeno je njeno programsko rešenje uz kratak pregled tehnologija korišćenih prilikom izrade samog rešenja. Abstract This paper describes a methodology for the potential energy savings in hospitals, with alll the parameters of which energy consumption depends. After methodology description, software solution with short overview of tehnologies used for it's develpment is also described. Ključne riječi: Ušteda energije, Metodologija, Spring, Java 1. UVOD Svetska potrošnja energije se udvostručila od 1970, i utrostručiće se do 2030, godine što ima za posledicu da se zalihe fosilnih goriva, ulja i gasa smanjuju a cene energenata rastu. Osim toga, visoke emisije CO2 imaju uticaj na klimatske promene. Danas se traži energetska efikasnost da bi se osigurala budućnost. Mogućnosti za štednju električne energije postoje u svim segmentima društva - realnom sektoru, neprofitnim delatnostima, domaćinstvima itd. U ovom radu je opisana metodologija za izračunavanje potencijalnih ušteda u potrošnji energije. Nakon opisa metodologi, ponuđeno je programsko rešenje same metodologije. 2. OPIS METODOLOGIJE Zahtevi dobijeni ispitivanjem većeg broja bolnica u različitim zemljama EU, pomogli su da se shvati kako se koriste različiti bolnički prostori i kakve su karakteristike njihovih zgrada. Kao rezultat tog procesa dobijen je popis specifikacija za svaku od tih bolnica. Nakon što su sakupljeni svi traženi ulazi, spojeni su zajedno i generalizovani [ 1]. Ovaj proces generiše popis opštih zahteva za bolnice, uzimajući u obzir sve karakteristične potrebe bolnice. Ti zahtevi, kao i zakonitosti i pravila, koriste se kao ulazni parametri za stvaranje metodologije. Na osnovu tih ulaznih parametara, kao rezultat metodo- za logije dobijamo procenu referentne potrošnje energije zahtevani period. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Velimir Čongradac, docent UDK: Najpre se vrši izračunavanje potrebne energije za svaku bolničku prostoriju pojedinačno. Potrošnja energijee za čitavu zgradu predstavlja zbir pot- rošnji energije za svaku prostoriju posebno. Drugim reči- ma, definišući sobu po sobu dobijamo potrošnju energijee za čitavu zgradu. Metodologija je napravljena kombinacijom stručnih zna- nja svih partnera, dobavljača uređaja i zahteva krajnjih korisnika [2]. 2.1 Ulazni parametri metodologije Proračun potrošnje energije se vrši na osnovu sledećih ulaznih podataka: - Opšti podaci o bolnici (položaj - geografskaa širina / dužina, država, grad) - Podaci o vremenu (temperatura, vlažnost vazduha...) po položaju, po danu / noći ili po satu - Podaci o izgradnji omotača zgrade (U-vrednosti materijala, veličina prozora, zidova, vrata, površina prostorije, zapremina, tip prozora, tip roletni) - Standardi za prostoriju (vrednost temperature, dozvoljena količina CO 2, procenat vlažnosti) - Unos broja korisnika i dodatni zahtevi (broj ležaja u sobi bolesnika, rasporedi korišćenja, meseci grejanja, temperaturni opseg) - Položaj i orijentacija prostorije - Podaci o korišćenju i okupiranosti prostorije Statistički podaci (kao što su dnevne i noćne temperature, geografska širina/ /dužina, relativna vlažnost i broj sunča- nih sati) su realne vrednosti preuzete sa interneta [2]. Na temelju tih podataka, za svaku vrstu prostorije raču- naju se srednje vrednosti za: - Specifične toplotne gubitke, - Unutrašnja toplotna opterećenja (eng. internal heat load) (npr. rasveta, ljudi, oprema), - Apsorbovanu solarnu energiju, - Energiju potrebnu za odvlaživanje vazduha (eng. dehumidification) (dobijanje željene unutrašnje vlažnosti u sezoni hlađenja). Konačno, ove srednje vrednosti podataka se koriste za izračunavanje najčešće korišćenih pokazatelja potrošnje energije: - Potrošnja energije za grejanje po noći, - Potrošnja energije za grejanje po danu, - Potrošnja energije za hlađenje po noći, - Potrošnja energije za hlađenje po danu.

86 2.2 Proračun potrošnje energije Izračunavanje potrebne energije nije isto za sezone grejanja i hlađenja, kao ni za dan i noć; pa se, stoga, koriste četiri različite jednačine. = + (1) = + (2) = + + (3) = + + (4) Rezultati jednačina su u kwh. Oznake u jednačinama predstavljaju sledeće vrednosti: Q hd (hd od heat days) energija utrošena za grejanje danju; Q hn (hn od heat nights) energija utrošena za grejanje noću; Q cd (cd od cool days) energija utrošena za hlađenje danju; Q cn (cn od cool nights) energija utrošena za hlađenje noću; HDD d razlika spoljašnje i setovane temperature u objektu na nivou dana; HDD d = (heatingdaysetpoint outdoordayaveragetemp) noofdaysheating (5) HDD n razlika spoljašnje i setovane temperature u objektu na nivou noći; HDD n = (heatingnightsetpoint outdoornightaveragetemp) noofnightsheating (6) CDD d razlika spoljašnje i setovane temperature u objektu na nivou dana; CDD d = (outdoordayaveragetemp coolingdaysetpoint) noofdayscooling (7) CDD n razlika spoljašnje i setovane temperature u objektu na nivou noći; CDD n = (outdoornightaveragetemp coolingnightsetpoint) noofnightscooling (8) P spec specifični toplotni gubitak; P spec = materials (materialarea U value ) (9) gde U value predstavlja U-vrednost materijala, odnosno toplotni prenos, koji pokazuje kolika količina toplote prolazi kroz konstruktivni element (po sekundi i kvadratnom metru površine tog konstruktivnog elementa), ukoliko je temperaturna razlika na spoljašnjoj i unutrašnjoj strani tog konstruktivnog elementa 1K. H energija potrebna za odvlaživanje vlažnog vazduha (objašnjeno u nastavku); IL unutrašnje opterećenje, emisija toplote od svetla i ljudi u sobi (objašnjeno u nastavku); SP solarni toplotni dobici (objašnjeno u nastavku); daylength [h] dužina dana, broj koji se menja sa geografskom širinom i danom u godini [2]: daylength = 24 cos -1 (1 - m)/180 (10) gde je m = 1 tan(latitude) tan( cos(0.072 dayofyear))(11) (Uočavamo da dayofyear počinje na dan zimske kratkodnevnice, a ne 1. Januara.) COP heat Koeficijent efikasnosti (eng. Coefficient of performances) za grejanje (predstavlja odnos emitovane toplotne energije i utrošene električne energije). Kao sistem za proizvodnju toplote, u pomenutoj zgradi, koristi se toplotna pumpa. COP cool Koeficijent efikasnosti za hlađenje (predstavlja količinu dobijene rashladne energije, u odnosu na potrošenu električnu energiju). [3] Za proizvodnju rashladne energije koristi se, takođe, toplotna pumpa. Energija potrebna za odvlaživanje (eng. dehumidification): (postizanje željene unutrašnje vlažnosti) u sezoni hlađenja, ocenjuje se koristeći Humidex index koji opisuje subjektivni osećaj kombinovanog efekte toplote i vlage.[4] Humidex se dobija po formuli: Humidex=t ( )(12) gde je: t temperatura vazduha, dewpoint temperatura pri kojoj se vodena para kondenzuje u vodu: = (, ), (, ) (13) gde je RH relativna vlažnost, i (, ) = +ln ( ). (14) Rezultat jednačine je u kwh i kasnije se uključuje u celi COP sistem-a. Unutrašnje opterećenje (eng. internal load): ukupna energija koju ljudi i svetlost stvaraju unutar prostorije; opterećenje od rasvete određeno je vrstom i količinom svetala (broj svetala u sobi), a ljudska toplota (energija) se određuje kao:.. h 100/1000 [kwh], gde je 100 [W] toplota koju jedan čovek stvara za sat vremena, osim za vreme treninga kada ta vrednost dostiže i 200 [W]. [6] Solarni toplotni dodaci (eng. solar heat gain): energija koja dolazi od insolacije [6]. Zavisi od nekoliko parametara: od vrste roletni na prozorima, vrste prozora, geografske širine, meseca u godini i orijentacije prozora. Zbog svoje složenosti, umesto proračuna koriste se tablice sa brojčanim vrednostima. Inercija zida i toplotni kapacitet (eng. wall inertia and heat capacity): najvažniji parametar koji se odnosi na zidove je količina energije koju će prostorija sačuvati za svaki stepen promene unutrašnje temperature. To svojstvo se zove dnevni toplotni kapacitet - količina toplote sačuvane u prostoriji tokom dana i vraćene u prostor tokom noći. Dakle, fokus je na delu energije koji zapravo ostaje unutar zidova na kraju dana. Tokom noći, ta energija se vraća u prostor, smanjuje potrošnju noćnog grejanja i / ili potrošnju za hlađenje prethodnog dana. Varijacije temperature zavise od svih izvora toplote. 1578

87 =( (( ) h)/(2 1000) + /2)/ (15) gde su: Q s solarni toplotni dodaci, T i temperature unutar prostorije, T o spoljašnja temperatura, P spec specifični toplotni gubitak, Q i unutrašnja emisija toplote, DHC dnevni toplotni kapacitet. Vrednosti dnevnog toplotnog kapaciteta variraju u zavisnosti od materijala. Na primer, dnevni toplotni kapacitet za betonski zid je 60.7 Wh/Km 2, 36.7 Wh/Km 2 za zid od cigle i 9.4 Wh/Km 2 za drvene delove. Dnevni toplotni kapacitet u velikoj meri objedinjuje toplotnu (termičku) masu i inerciju posmatranih soba. 3. IMPLEMENTACIJA METODOLOGIJE Programska implemetacija metodologije realizovana je u programskom jeziku Java uz podršku nekoliko tehnoligija kao što su: Spring okvir (eng. framework) [8], Hibernate, Javascript, Css, Ajax. Aplikacija se sastoji od nekoliko alata koji zajedno čine celinu. Pored osnovnih alata za definisanje bolnice i njenih soba, u okviru aplikacije nalaze se specijalizovani alati za računanje potencijalnih ušteda kako na nivo celog objekta(bolnice) tako i na nivou svake sobe. Što se tiče alata na nivou cele bolnice, tu se nalazi alat za računanje potencijalnih ušteda pomoću toplotne krive (eng. heating curve), kao i alat koji svoju kalkulaciju vrši, između ostalog, na osnovu odabranog sistema za rekuperaciju toplote (eng. heat recovery) (Slika 1). Prilikom definisanja svake sobe pruža se mogućnost računanja ukupne potrošnje električne enregije na godišnjem nivou bez primene potencijalnih mera za uštedu (PMU - eng. ECO). Od PMU na nivou sobe realizovane su magnetni kontakti na prozorima, senzori prisustva, Deadband za grejanje i hlađenje, kontrola CO2, tajmer, vremenski raspored i roletne. Takođe je omogućeno računanje uštede energije prilikom zamene postojećeg sistema za rasvetu u prostoriji. 4. ZAKLJUČAK U ovom radu je predstavljen samo jedan od načina implementacije metodologije. Usled brzog razvoja nauke, pogotovo u oblasti informacionih tehnologija, moguća su dalja usavršavanja same tehnologije kao i njene implementacije. Ovo se pre svega odnosi na proširenje funkcionalnosti programske implementacije kako bi njena upotreba bila što jasnija i jednostavnija za krajnjeg korisnika. 5. LITERATURA [1] Branislav Todorović, Klimatizacija, Savez mašinskih i elektrotehničkih inženjera i tehničara Srbije (SMEITS), Beograd, 1998 [2] [3] Wikipedia Coefficient of performances, ance [4] Wikipedia Dehumidification, [5] How much heat per hour do humans dissipate?, [6] ASHRAE handbook of fundamentals - Solar Heat Gain Factors (SHGFs) for selected latitudes of the Northern Hemisphere [7] [8] Kratka biografija: Slika 1: Prikaz alata za izračunavanje potencijalnih ušteda energije sistema za grejanje, hlađenje i ventilaciju vazduha Aleksandar Milićević je rođen godine u Subotici. Osnovnu i srednju školu završio je u Subotici. Osnovne akademske studije završio je na Fakultetu tehničkih nauka 2010.g. Diplomski-master rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Elektrotehnike i računarstva Automatika i upravljanje sistemima odbranio je god. 1579

88 Zbornik radova Fakulteta tehni kih nauka, Novi Sad Using model translation for software backward compatibility in DSP SDK development, Member, IEEE, Abstract Data model changes in software applications raise a reusability problem with files saved before the changes. This paper describes program support for data translation by using a software extension for an integrated development environment. The extension translates data from a binary file used by earlier versions of the tool to a set of XML files which correspond to the model of the new tool. Logic behind data is maintained using semantic translation of read data. Keywords Reusability, Backward compatibility, IDE, Data model, SODiS, Translation. I. INTRODUCTION he data model represents data organization and all the Tdata used by an application. Adding new or updating already existing functionality of software may lead to changes of the data model. Changes can be substantial and may cause the new version of software to be unable to use the old file format, and requires introducing a new file format for preserving data. Using the new file format raises a question how to read old files. To be able to work with old files their translation to the new data model is required. Sometimes a new technology replaces a previous one, although it is rare that it replaces the old one completely. But even in such cases, some form of backward compatibility is needed in the form of facilities for conversion of resources to the new format [1]. Heiner Stuckenschmidt and Ubbo Visser in their paper - stated that the opening of old information systems data in new information systems and the interoperability between these systems puts new requirements on the description of the underlying data. The exchange of data between information systems is problematic and often fails due to confusion in the meaning of concepts [2]. Because of these characteristics they suggested usage of semantic translation. In semantic This work was partially supported by the Ministry of Education and Science of the Republic of Serbia under the project No , year d, Serbia,( Slobodan.Prljevic@rt-rk.com) -mail: Nenad.Cetic@rt-rk.com) -mail Jelena.Kovacevic@rt-rk.com) Ivan Letven, RT-RK, Institute for Computer Based Systems, Narodnog Fronta 23a, Novi Sad, Novi Sad, Serbia,( Ivan.Letvencuk@rt-rk.com) translation meaning of data is equally important as data itself. II. MOTIVATION This paper focuses on solving problems of backward compatibility that appeared due to the transition from one software solution to another. Transition was made to improve interoperability with integrated development environment and to make the whole SDK portable to different platforms. CLIDE(Cirrus Logic Integrated Development Environment)[3] is developed for support of Cirrus Logic DSP processors, based on Eclipse extensible plug-in system. Eclipse is a multi-language software development environment comprising an integrated development environment (IDE) and an extensible plug-in system [4]. At a same time it's also an environment in which plug-ins are loaded, integrated and executed. The platform is implemented as a set of extensions that communicate with each other in order to perform tasks. This mode of operation allows extending the functionality of Eclipse. In order to develop executable code which can be programmed into a DSP, users had to use another tool [5]. This second tool enables development of applications at a very high level of abstraction by connecting different audio signal processing blocks is DSP Composer [6]. Basic audio blocks are dragged from palette to canvas and connected together to form a chain of processing of audio signals. CLIDE generates files which are used by the DSP Composer for the presentation of signal processing blocks. These files can be XML, ULD (binary executable file) or files. All three file types define data stream processing, while XML files also define interface and graphical representation of the processing block. The problem with using two separated applications for a single purpose is in communication between them. In order to debug DSP Composer project it was necessary to create a new project in CLIDE and have both applications running (CLIDE and DSP Composer). Also in case of updates in the CLIDE project, DSP Composer had to be restarted and the processing block changed in CLIDE had to be included again in order for changes to take effect. Another problem is that DSP Composer is implemented in C++ programing language using win32 API and thus s limited to windows operating system. This technology is outdated, hard to maintain and hard for introduction of new features. To resolve issue of maintainability and to NAPOMENA: a) Ovaj rad proistekao je iz master rada Slobodana Prljevi a. Mentor je bila dr Jelena Kova evi. b) Rad je prethodno publikovan na konferenciji TELFOR, Beograd, novembar

89 provide portability to other platforms such as Linux and Mac OS, transition to a new tool was necessary. Solution for stated problems is making a new tool that is integrated inside CLIDE and implemented in Java as a plug-in for Eclipse development environment. Because of that it would be portable to all platforms that support Java. That tool was made and is called the Eclipse Composer. Eclipse Composer makes communication between CLIDE and the Composer tool much easier. Changes within CLIDE project that are included in the Composer project are automatically updated inside Eclipse Composer. In relation to the DSP Composer, which has one project file (.cpa archive that contains the binary project file.pdn); Eclipse Composer has more project files (pwproj, cpwproj, mwproj, uwproj...). A project file is divided into several files to achieve modularity and to have transparent representation of Cirrus Logic firmware framework organization. This improves the process of making changes to certain parts without a need to edit the entire project. One of the advantages is the ability to reuse certain parts of Eclipse Composer projects, since parts of a project are in separate files. III. PROBLEM ANALYSIS DSP Composer store data in binary.pdn file while Eclipse Composer store data in several XML files:.pwproj contain description of primitives (simple processing blocks)..cpwproj contain description of composite primitives..mwproj contain module description..uwproj contain binary executable block description..project root project that define common properties for whole project. sorted into corresponding project files. In order to preserve the relations between data as it was in the DSP Composer project new relations should be formed between the new data. In the case of Eclipse Composer along with the links between objects the connection between data in different project files or between projects files should be formed, based on analysis of the PDN file. Fig. 2. Structure organization of data in.pdn file. Table 1. List of tokens that.pdn file using Fig. 1. Conversion of project files PDN Reader should read binary data from a.pdn file and write that data as a set of objects for later sorting into project files of Eclipse Composer, as can be seen on Fig. 1. Objects created by the PDN reader need to be adequately 1581 Figure 2. shows the structure of.pdn files. All token symbols in a file are one byte characters and give information about the data that follows. List of all tokens can be seen in Table 1. PDN file begins with the start of the document token followed by a series of objects, and finally there is the token for the end of the document. All objects in the document start and end with a token for start and end of object. Objects also contain the object's class (Device Segment, Port, Control...), a unique identification that other objects use to reference it, as well as information data that describes the object.

90 Each record within the object begins with the token that specifies the data type (integer, double, float, string, boolean, reference), followed by the name of the variable and ending with variable value. The token that describes the data type determines how many bytes holds the value of the variable. The exception to this rule is the string type token, because string size is variable. For this reason the variable data of a string starts with a token that represent additional details on the string that follows. This token defines whether it is an empty string, a new string, or a reference to a string that has already appeared somewhere in the document. Each unique string is saved only once in the.pdn file, while other occurrences of that string hold a reference to the saved instance. encounters a token for the end of the document instead of the token for the start of object. When reading an object from.pdn file, PDN Reader creates an instance of the class that is defined in the object class name. After creating an object, PDN Reader collects its attributes until the token for object end. During the reading of attributes their context depends on the object that they belong to. IV. REALIZATION DESCRIPTION New feature is implemented inside Eclipse Composer that allow user to use provided dialog in order to select DSP Composer project file which will be translated to new data model of Eclipse Composer. Fig. 3. Algorithm for reading of.pdn file. PDN Reader is implemented as a functionality of Eclipse Composer and it is accessed by a call of the read() function in PDN Reader class. Function read receives a parameter which is the path of the DSP Composer project and a parameter which is Eclipse composer master project in which to load data. Process of reading data is shown in Fig. 3. If the document does not begin with a token for the start of the document, it is considered as invalid and further reading of the document stops. If the file begins with the start of the document token PDN Reader continues with the reading of objects one by one until it Fig. 4. Hash maps that PDN Reader use. When PDN Reader reads string that appears for the first time and has unique identifier in addition to string data, that string is added to string hash map. While adding string to the hash map, unique identifier is used as a hash map key and string as data. If reference to a string is read from.pdn file, PDN Reader checks string hash map to substitute reference for string value. After loading all data from.pdn file to appropriate attributes of object of Eclipse Composer, object should be added to a corresponding parent object or to a project that it belongs to (pwproj, cpwproj, mwproj, uwproj, proj). If the project to which the object needs to be added doesn't exist a new project is created and relations to other projects are made based on information from.pdn file. The functionality and decision making regarding object distribution is entrusted to Smart Object Distribution System (SODiS). A crucial part of this software extension is the Smart Object Distribution System designed to be responsible for semantic translation of read data. This is required to maintain logic behind data, which is not equally represented in both models. Object read from.pdn file can be one of the listed types: Device page base canvas which contain other objects. Device processing block. Device contents schematic inner organization of processing block which contains other processing blocks and connections between them. Device contents controls canvas which contains controls for processing block it belongs to, Device argument argument or attribute of processing block. Device external point connectable point on processing block used for connecting to other blocks in design. Composite internal point connectable point on processing block schematic which is the link to the external port 1582

91 Device sympoint represent flyoff, connectable point which has two instances and represents connection between them which is not visible. DSP bus segment Connection between two connectable points that represents bus; have multiple streams for audio data transfer. Device segment connection between connectable points, one stream for audio data transfer. Control - control which is used for controlling processing block. Graphic additional graphical description of objects. Settings Settings for root project. Not all of the objects found by PDN Reader will be included in resulting projects directly. SODiS can use object as additional data in decision making for other objects or to add new objects in data model. The first thing SODiS does when an object arrives is check it's type. This is because the rest of the processing is type dependant. Objects such as controls, ports, schematics etc. can be easily distributed to appropriate object or project. On other hand objects such as devices can be very hard to distribute and require complex logic to do so. SODiS makes decisions about distribution of devices in appropriate projects based on: Dtid identifier of device type (Audio in, Audio out, System block...). Parent parent object of device, canvas which contains this device. Connections which involve this device. of a project. If SODiS doesn't succeed to distribute object by id it will try to do so based on parent in combination with dtid. If all this effort gives no result, the device is added to the list of undistributed devices and waits for further information from other objects so a decision can be made. Additional information for making decisions is provided by connections as shown on Fig. 5. Connections that arrive in SODiS have attributes called first and second, and based on these attributes it forms connections between two objects. SODiS then uses information about which devices are connected and based on this makes a final decision in which project to add which device. If some device remain unsorted it mean that the device isn't connected with other devices and SODiS makes a educated assumption in which project it will be added, but generates a warning in the log file so the user will be informed and she can manually fix device if it's needed. V. SOLUTION VERIFICATION Verification of this solution was made on old DSP Composer project set that is used for testing of old tool. Set seemed like complex enough to examine complete PDN Reader and SODiS functionality. New projects were made in Eclipse Composer by using of DSP Composer projects as input. First verification was subjective, performed on a subset comparison. Comparison was made by comparing projects in DSP Composer and Eclipse Composer visually. After visual inspection complete set is compared functionally by creating executing code in both Composers and comparing their functionality on DSP Examination of dsp functionality showed that data was successfully translated from one data model of DSP Composer to data model of Eclipse Composer. VI. CONCLUSION During the transfer from one software tool (DSP Composer) to another (Eclipse Composer), the problem of backward compatibility appeared. Because of that, a software extension for integrated development environment CLIDE which read data form binary files and translate it to Eclipse Composer project data model was made. Developed software extension also takes care of data semantic, so meaning of data is equally important as data itself. Fig. 5. SODiS Device distribution decision making based on connections REFERENCES [1] Bert Bos, principles, 06 Mar [2] Heiner Stuckenschmidt, Ubbo Visser, Semantic Translation Based on Approximate Re-Classification, Center for Computing Technologies University of Bremen. [3] Branislav Rankov, Jedan pristup prosirenju sistemskih programskih alata na osnovu standarda DWARF 2, master theses, University of Novi Sad, Faculty of Technical Sciences, [4] Steve Holzner, Eclipse, O'Reilly Media, 1. May [5] CS47xxx Data Sheet Cirrus Logic. [6] DSP Composer User's Manual Cirrus Logic. First attempt to distribute device will be made based on dtid. Ditd has the ability to uniquely define a block inside 1583

92 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad PROJEKTOVANJE IIS*CASE META-MODELA U METAEDIT+ OKRUŽENJU UDK: A SPECIFICATION OF IIS*CASE META-MODEL IN THE METAEDIT+ FRAMEWORK Vladimir Dimitrieski, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj Uovom radu predstavljena je formalna specifikacija PIM koncepata IIS*Case alata korišćenjem MetaEdit+ okruženja. Predstavljeno je i poređenje ovakvog pristupa specifikaciji sa pristupom putem EMF okruženja. Implementiran je segment informacionog sistema fakulteta u MetaEdit+ okruženju, putem prethodno definisanih PIM koncepata. Abstract A formal specification of IIS*Case PIM concepts using MetaEdit+ is presented in this work. A comparison between this approach and the approach using EMF environment is also presented. A segment of faculty s information system is implemented using previously specified PIM concepts through MetaEdit+ environment. Ključne reči:modelovanje informacionih sistema; Namenski jezici za domen; Modelovanje orijentisano na domen; Modelom upravljan razvoj; MetaEdit+; EMF; Poređenje. 1. UVOD Apstrakcija je veoma moćan mehanizam za modelovanje, primenjiv kako u računarskim naukama, tako i u softverskom inženjerstvu. Ona predstavlja kognitivno sredstvo pomoću kojeg se koncentrišemo samo na bitne karakteristike predmeta o kome razmišljamo, ignorišući nebitne, nevažne detalje. Kroz celu istoriju razvoja softvera, povišavanje nivoa apstrakcije bilo je direktan uzrok najvećih skokova u produktivnosti osoba koje se bave razvojem softvera. Prelazak sa asemblera na jezike treće generacije (third generation languages, 3GL) kao što su C ili Fortran, dozvolili su osobama koje se bave razvojem softvera mnogo veću izražajnu moć nego što im je to dozvoljavao asembler. Većina ovih jezika su jezici opšte namene (general purpose language,gpl), tj. ti jezici mogu biti korišćeni za razvoj softvera u širokom opsegu problemskih domena. Mana jezika opšte namene se ogleda u velikom intelektualnom naporu koji je potrebno uložiti prilikom rešavanja problema koji su specifični za neki domen. Imajući ovo u vidu, jedan od poslednjih velikih skokova u produktivnosi je nastao uvođenjem namenskih jezika za domen primene (domain specific languages, DSL). DSL-ovi imaju značajnu ulogu u razvoju modernih informacionih sistema. U tom procesu razvoja informacionih sistema, DSL-ovi mogu biti korišćeni u velikom broju situacija, koje uključuju i: konceptualno NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Ivan Luković, red.prof modelovanje, specifikaciju pravila i ograničenja, generisanje kôda, generisanje test slučajeva, itd. Detaljan opis korišćenja DSL-ova u informacionim sistemima može se naći u [4]. Autori rada [1], kroz svoje istraživanje, razvijaju tekstualni DSL čiji je naziv IIS*CDesLang. Cilj razvoja ovog DSL-a jeste omogućavanje specifikacije modela nezavisnih od platforme (platform independent model,pim) nekog informacionog sistema. Kako se već razvija tekstualni DSL, IIS*CDesLang, oseća se potreba za grafičkim DSL-om koji bi projektantu ponudio korišćenje grafičke predstave PIM koncepata prilikom specifikacije informacionog sistema. Cilj ovog rada je specifikacija PIM koncepata korišćenjem MetaEdit+ okruženja i njegovog Graph- Object-Property-Port-Role-Relationship(GOPPRR) metajezika.da bi se ovaj cilj ostvario neophodno je napraviti specifikaciju PIM koncepata pravljenjem meta-modela u MetaEdit+ okruženju, zatim, učitati modelovane koncepte u repozitorijum MetaEdit+ okruženja. Tek nakon učitavanja datih koncepata moguće je koristiti njihovu grafičku reprezentaciju u procesu kreiranja modela informacionih sistema što će biti i prikazano na jednom primeru.uz samu specifikaciju PIM koncepata u MetaEdit+ okruženju, bitan element ovakvog rada je i upoređivanje takvog pristupa i rešenja sa već postojećim pristupima i rešenjima. Za pristup sa kojim će se izvršiti upoređivanje, izabran je pristup baziran na Ecore metameta-modelu, koji je specificiran u radu [2]. Osim uvoda i zaključka ovaj rad ima četiri poglavlja. U poglavlju 2, dat je opšti prikaz elemenata i koncepata koji se mogu sresti prilikom modelovanja u MetaEdit+ orkuženju. U poglavlju 3, dat je prikaz glavnih modelovanih PIM koncepata u MetaEdit+ okruženju. Zatim su u poglavlju 4 prikazane razlike i sličnosti osnovnih koncepata GOPPRR meta-jezika i Ecore metameta-modela. Takođe je prikazano i poređenje lakoće korišćenja meta-koncepata kroz modelovanje istih PIM koncepata. 2. PREGLED METAEDIT+ OKRUŽENJA MetaEdit+ je integrisani alat zasnovan na repozitorijumu, koji služi za kreiranje i korišćenje jezika za modelovanje i generatora kôda. MetaEdit+ pruža podršku za različite jezike za modelovanje konfigurisanjem generičkog skupa alata samim meta-modelima koji su specificirani. Metamodeli mogu biti specificirani u MetaEdit+ korišćenjem GOPPRR meta-jezika [3]. U ovom radu se opisuje meta-model PIM koncepata IIS*Case alata, koji je specificiran korišćenjem GOPPRR meta-jezika. U tu svrhu korišćena je njegova grafička predstava. Svi elementi koji su korišćeni potiču direktno

93 iz meta-koncepata MetaEdit+ okruženja. U nastavku teksta prikazan je kratak opis svih korišćenih i važnijih meta-koncepata MetaEdit+ okruženja. Graf (Graph) je kolekcija objekata, veza, uloga i spojeva. Graf takođe sadrži i informacije o grafovima na koje njegovi elementi povezani vezom dodatnog korišćenja. Objekat (Object) opisuje osnovni koncept jezika za modelovanje. Objekti su glavni elementi dizajna. Oni su elementi koji su međusobno povezani i često se jedan objekat koristi više puta u modelima.skup objekata (Object Set) opisuje kolekciju objekata koji imaju istu ulogu u okviru nekog spoja. Veza (Relationship) je eksplicitna konekcija između dva ili više objekata. Veze se povezuju sa objektima putem uloga koje mogu definisati različite osobine učešća objekta u vezi. Veze se koriste kako bi se oformili spojevi objekata i uloga. Uloga (Role) specificira linije i krajnje tačke veza, a takođe opisuje način na koji neki objekat učestvuje u vezi dodeljujući mu dodatnu semantiku. Nasleđivanje (Inheritance) je posebna vrsta veze koja dozvoljava kreiranje podtipova drugih koncepata MetaEdit+ okruženja. Ono što izdvaja GOPPRR od većine ostalih meta-jezika jeste mogućnost nasleđivanja instance bilo kog koncepta a ne samo objekta. Spoj (Binding) sadrži informacije o tome kako su spojeni objekti, portovi, uloge i veze u određenom grafu. Svaki spoj se sastoji od veze i od dve ili više konekcije sa objektima od kojih se svaka sastoji od uloge, objekta i eventualno porta.u okviru spoja se definiše i kardinalitet krajeva veza, tačnije kardinalitet uloga. Port (Port) je opcionalna specifikacija određenog mesta na grafičkoj predstavi objekta, na koje se može pripojiti određena uloga. Osobina (Property) je opis neke karakteristike drugih koncepata. Osobine mogu biti definisane kao osnovni tipovi podataka ali i kao veze sa drugim instancama metakoncepata. Dekompozicija (Decomposition) dozvoljava da objekti budu dekomponovani u novi graf. Dekompozicija na taj način formira hijerarhiju modela. Veza dodatnog korišćenja (Explosion) dozvoljava objektima, vezama i ulogama koje su sadržane u nekom grafu da budu povezane sa drugim grafovima. Ovaj koncept dozvoljava da se izabere jedan element grafa i zatim poveže sa drugim grafom u kome se taj koncept takođe koristi, i u kome se može dodatno opisati. Kako je za definisanje PIM modela bio potreban element koji će izdvojiti grupe elemenata koji predstavljaju logičku celinu, uveden je novi element u grafičku predstavu GOPPRR meta-jezika pod nazivom graf grupa (Graph Group). Jedina uloga ovog koncepta jeste da vizuelno grupiše elemente grafa kako bi pružio bolje razumevanje i povećao preglednost meta-modela. Ovaj element nema nikakvog uticaja na rad MetaEdit+ generatora koji meta-modele prevodi u objekte spremne za unos u repozitorijum. Ovaj koncept je grafički predstavljen kao pravougaonik čiji se segmenti sastoje od linije i dve tačke. 3. IIS*CASE META-MODEL Integrated Information Systems CASE Tool (IIS*Case) je alat zasnovanom na konceptu razvoja softvera koji je upravljan modelom. Ovaj alat omogućava modelovanje 1585 informacionih sistema i generisanje prototipova. Na nivou PIM specifikacije, IIS*Case omogućava konceptualno modelovanje šema baze podataka i poslovnih aplikacija. Izvršenjem više povezanih model-u-model i model-u-kôd transformacija PIM-ova, dobija se izvršni programski kôd poslovnih aplikacija kao i skriptovi za kreiranje baze podataka za odabranu platformu. IIS*Case trenutno poseduje sledeće mogućnosti: konceptualno modelovanje šeme baze podataka, transakcionih programa i poslovnih aplikacija informacionog sistema, automatizovan postupak projektovanja podšema relacione baze podataka koje zadovoljavaju treću normalnu formu (3NF), automatizovana integracija podšema u jedinstvenu šemu baze podataka koja je takođe u 3NF, automatizovano generisanje SQL/DDL kôda za različite sisteme za upravljanje bazama podataka, konceptualno projektovanje modela korisničkog interfejsa i automatizovano generisanje izvršivih prototipova poslovnih aplikacija. U ovom poglavlju opisani su PIM koncepti koji su deo IIS*Case meta-modela specificiranog putem MetaEdit+ okruženja.dat je opis osnovnih (_Fundamentals) pojmova kao što su: atributi (_Attributes) i domeni (_Domains). Uz njih dat je kratak opis sledećih koncepata: projekat (Project), aplikativni sistem (ApplicationSystem), poslovna aplikacija (BusinessApplication), tip forme (_FormType), upotreba tipa forme (FormTypeUsage), tip komponente (ComponentType), programska jedinica (_ProgramUnit). 4. Koncepti: Projekat i Aplikativni sistem Sve što postoji u okviru IIS*Case repozitorijuma uvek je smešteno u okviru konteksta nekog projekta. Zbog toga, glavni koncept u okviru specificiranog meta-modela jeste koncept Project.Koncept _Attribute je opisan u nastavku rada. Svaki atribut mora biti definisan u okviru projekta definisanog na istom grafu. Iz prethodne tvrdnje sledi da svaki Project ima kolekciju _Attribute elemenata.applicationsystem i _Fundamentals (osnovni koncepti) su podelementi Project koncepta. Svaka instanca Project koncepta može biti povezana sa nula ili više instanci ApplicationaSystem koncepta i nula ili više instanci nekog od potomaka _Fundamentals koncepta. Projektant informacionog sistema može kreirati sisteme različitih tipova. Pod pojmom ApplicationType koncepta, projektanti informacionog sistema uvode različite tipove sistema, a potom povezuju svaku od instanci ApplicationSystem koncepta sa jednim ApplicationType konceptom. Koncept ApplicationSystem predstavlja deo, segment projekta. Svaki aplikativni sistem može imati svoje podređene (child) aplikativne sisteme. Na taj način, projektanti mogu kreirati hijerarhije aplikativnih sistema u okviru IIS*Case projekta. Hijerarhija aplikativnih sistema modelovana je rekurzivnom vezom.različiti tipovi IIS*Case repozitorijumskih objekata mogu biti kreirani na nivou aplikativnog sistema. Ovde je fokus na samo nekim

94 od njih: _FormType sa FormTypeUsage konceptom, kao i BusinessApplication koncept. Koncepti: Domen i Atribut U terminologiji baza podataka, pojam domena označava skup dozvoljenih vrednosti nekog atributa u bazi podataka. U ovom radu, pojam domena je korišćen upravo sa tim značenjem uobičajenim za baze podataka.domeni se mogu podeliti na: primitivne domene i korisnički definisane domene. Na osnovu prethodne podele, postoje dva objekta koji nasleđuju apstraktni _Domain objekat. Ti objekti su PrimitiveDomain i UserDefinedDomain. Primitivni domeni predstavljaju primitivne tipove podataka iz različitih formalnih jezika npr. string, integer, float itd. Korisnički definisani domeni mogu se kreirati referenciranjem prethodno kreiranih primitivnih ili korisnički definisanih domena. Osim osobina koje poseduje svaki domen, korisnički definisani domeni poseduju uslov provere (check condition) i tip domena. Uslov provere je regularni izraz koji može dodatno ograničiti skup mogućih vrednosti nekog domena. U okviru IIS*Case alata, razlikujemo sledeće tipove domena: domeni kreirani pravilom nasleđivanja i složeni domeni. Domeni koji su kreirani putem pravila nasleđivanja, nasleđuju specifikaciju prethodno definisanog primitivnog ili korisnički definisanog domena. Nasleđuje sva ograničenja predaka i u mogućnosti je samo da ih pooštri.složeni domeni mogu biti kreirani putem pravila torke, skupa i izbora. Značenje ovih pravila je istovetno kao i u terminologiji baza podataka. U okviru IIS*Case projekta, svaki atribut je jedinstveno identifikovan isključivo putem naziva. Dakle, ovom osobinom mi poštujemo pretpostavku o postojanju univerzalne šeme relacije (Universal Relation Schema Assumption,URSA). Većina atributa nekog projekta je deo šeme baze podataka koja se projektuje u okviru informacionog sistema. Ipak, mogu postojati atributi koji predstavljaju neke izračunate vrednosti u okviru izveštaja ili ekranskih formi a nisu uključeni u šemu baze podataka. Prema tome, mi klasifikujemo IIS*Case atribute na: atribute uključene (included) u šemu baze podataka i atributekoji nisu uključeni (non-included) u šemu baze podataka. Prema načinu na koji atribut dobija vrednost, atribute delimo i na: izvedene (derived) i neizvedene (non-derived). Vrednost neizvedenih atributa specificira krajnji korisnik. Vrednost izvedenog atributa se izračunava korišćenjem funkcije koja može predstavljati neku formulu sračunavanja ili algoritam. Postoji pravilo da svaki atribut koji nije uključen u šemu baze podataka mora biti definisan kao izveden Koncepti: Programska jedinica, Tip forme, Upotreba tipa forme i Poslovna aplikacija _ProgramUnits koncept može se koristiti za specificiranje kompleksnog ponašanja aplikacija. Programske jedinice možemo klasifikovati kao: funkcije koncept Functions, paketi koncept _Packages i događaji koncept _Events. _FormType koncept predstavlja glavni meta-koncept u IIS*Case alatu.on predstavlja apstrakciju tipova dokumenata, ekranskih formi ili izveštaja koje krajnji korisnici informacionog sistema mogu koristiti u obavljanju svakodnevnih poslova. Putem _FormType koncepta, projektant, na nivou PIM-a, indirektno vrši specifikaciju šeme baze podataka sa uključenim atributima i ograničenjima, kao i sa modelima transakcionih programa i aplikacija informacionog sistema koji je predmet modelovanja.svaki tip forme poseduje sledeće osobine: naziv, koji ga jedinstveno identifikuje u okviru projekta, naslov, učestalost upotrebe, vreme odgovora i upotreba tipa forme. Osim kreiranja različitih tipova formi, projektant može, u projektovani aplikativni sistem, uključiti i tipove formi kreirane za potrebe drugog aplikativnog sistema. Prema tome, tipove formi možemo podeliti na: tipovi forme koje sistem poseduje (owned form type) i referencirani tipovi forme(referenced form type). Aplikativni sistem poseduje tip forme ukoliko je tip kreiran u okviru tog istog sistema. Ovaj tip forme može se naknadno modifikovati u okviru aplikativnog sistema koji ga poseduje bez bilo kakvih ograničenja. Tip forme koji sistem poseduje modelovan je objektom OwnedFormType, korišćenjem strukture nasleđivanja apstraktnog objekta _FormType. Referencirani tip forme kreiran je u okviru jednog aplikativnog sistema, a zatim uključen u drugi aplikativni sistem koji je predmet projektovanja. Svi referencirani tipovi formi se, u aplikativnom sistemu u koji su uključeni, mogu samo koristiti bez bilo kakve mogućnosti izmene strukture tipa. Ovaj tip forme modelovan je putem rekurzivne veze _CallFT, nad objektom _FormType. Veza sadrži instancu objekta Options kao jednu od osobina, kao i instancu objekta CalledFormTypeParameters kao drugu. Upotreba tipa forme modelovana je konceptom FormTypeUsage. Uzimajući u obzir ovu osobinu, tipove formi možemo podeliti na: tipove forme u meniju i programske tipove forme. Tipovi forme u meniju se mogu koristiti za modelovanje menija bez elemenata sa podacima. Programski tipovi forme se mogu koristiti za modelovanje transakcionih programa koji definišu operacije nad podacima u bazi podataka. Ovitipovi forme mogu predstavljati ekranske forme za preuzimanje i ažuriranje podataka, ili izveštaje za prikaz preuzetih podataka. Po pravilu, interfejs takvih programa je dosta komplikovan. Programska forma može biti uzeta ili izostavljena iz razmatranja prilikom projektovanja šeme baze podataka. Koncept poslovne aplikacije modelovan je objektom BusinessApplication. Ovaj koncept predstavlja način da se formalno opiše funkcionalnost informacionog sistema i organizovan je kao struktura tipova formi.jedan od tipova formi koji je uključen u strukturu mora biti proglašen za početni (entry) tip forme za datu poslovnu aplikaciju. 1586

95 5. POREĐENJE GOPPRR I ECORE META-META- MODELA U tabeli 1. dat je uporedni prikaz nekih osnovnih koncepata Ecore meta-meta-modela i GOPPRR metajezika. Osnovni koncepti Koncepti veze Koncepti atributa Koncept Ecore GOPPRR Klasa EClass Object Veza EReference Relation Uloga - Role Port - Port Grupisanje EPackage Graph Atribut EAttribute Property Arnost binarna n-arna Kardinalitet (lower, upper) - Inverzna da ne Kompozicija da ne Zavisnost od EClass Projekta Tip nasleđivanja višestruko jednostruko Nasleđivanje Svi EClass koncepata koncepti Zavisnost od EClass Projekta Kardinalitet (lower, upper) - Jedinstvenost da da Podrazumevana vrednost da da Koncept kao Svi EClass atribut koncepti Tip podataka jednostavan složen Tabela.1. Uporedni prikaz koncepata Ecore i GOPPRR metameta-modela Razlike i sličnosti u lakoći korišćenja koncepata, tj. u lakoći definisanja meta-modela koristeći meta-koncepte, najbolje se mogu videti kroz nekoliko primera. Koncept projekta ima ograničen broj pojavljivanja u okviru grafa koji predstavlja model.ovo ograničenje se u MetaEdit+ okruženju može postići dodavanjem {1}, tj. broja instanciranja datom objektu. U okviru EMF okruženja ovo ograničenje je vrlo teško, skoro nemoguće postići. Takođe, može se primetiti kako je specifikacija obaveznih osobina svakog meta-koncepta dosta lakša u EMF okruženju. U ovom okruženju dovoljno je podesiti kardinalitet osobine na 1 i ta osobina se smatra za obaveznu. U okviru GOPPRR definisan je mehanizam regularnih izraza koji omogućuje specifikaciju i proveru formata vrednosti neke osobine. Prilikom modelovanja tipa forme u okviru MetaEdit+ okruženja korišćena je njegova velika prednost nad EMFom. Ta prednost se ogleda u postojanju veza koje mogu da sadrže osobine kao i da povezuju više od dva elementa meta-modela. Koncept referencirajućeg tipa forme modelovan je kao veza _CallFT sa osobinama Options i CalledFTParameters kao objektima članovima. U okviru EMF-a ovaj koncept je morao biti modelovan putem klase poveznika koja je sadržavala prethodno navedene osobine modelovane putem EReference koncepta ZAKLJUČAK Ovim radom je pokrivena implementacija IIS*Case PIM koncepata u MetaEdit+ okruženju korišćenjem GOPPRR meta-jezika, kao i poređenje GOPPRR i Ecore implementacije PIM koncepata.metaedit+ okruženje za meta-modelovanje dozvoljava lako kreiranje objekata u svom repozitorijumu na osnovu specificiranog metamodela. U ovom radu ti objekti predstavljaju osnovne koncepte za kreiranje modela informacionih sistema. Detaljan meta-model koji je razvijen u MetaEdit+ okruženju, može biti korišćen za generisanje dokumentacije vezane za PIM koncepte. Međutim, svrha formalne specifikacije ovih koncepata ne ogleda se samo u pravljenju dokumentacije, već je i obavezan korak za kreiranje grafičkog DSL-a koji će podržati projektovanje informacionog sistema i pružiti dodatni pogled na samu IS specifikaciju. Zaključak poređenja predstavljenog u ovom radu je da MetaEdit+ okruženje predstavlja dobro opremljeno okruženje, pogodno za razvoj grafičkih DSL-ova. Sa druge strane, EMF dozvoljava razvoj isključivo metamodela. MetaEdit+ je proširiv na nivou grafičkog metajezika, gde se mogu dodati novi koncepti kako bi modelovanje bilo jednostavnije i preciznije. Za razliku od ovog okruženja, EMF ne dozvoljava kreiranje novih koncepata na meta-meta-nivou. Pravac daljeg razvoja može biti usmeren ka implementaciji mapiranja između meta-modela specificiranih u MetaEdit+ i EMF okruženjima.ovakav spoj dve platforme omogućio bi korisnicima korišćenje prednosti oba okruženja za modelovanje. Ovakvo mapiranje takođe bi omogućilo kolaboraciju između osoba koje koriste različite alate u svom svakodnevnom poslu bez potrebe da prelaze na novi alat i samim tim gube vreme na njegovo savladavanje. 7. LITERATURA [1] I. Luković, M. J. Varanda Pereira, N. Oliveira, D. Cruz, P. R. Henriques, A DSL for PIM Specifications: Design and Attribute Grammar based Implementation, ComSIS, 2011, pp [2] M. Čeliković, I. Luković, S. Aleksić, V. Ivančević, A MOF based Meta-Model of IIS*Case PIM Concepts, WAPL Proceedings, 2011, pp [3] GOPPRR: MetaEdit+ Workbench User's Guide, MetaCase, als/mwb/mw-1_1.html [4] I. Luković, V. Ivančević, M. Čeliković, S. Aleksić, DSLs in Action with Model Based Approaches to Information System Development, IGI Global, (Accepted for publication, Chapter 17) Kratka biografija: Vladimir Dimitrieski rođen je u Sarajevu god. Fakultet tehničkih nauka upisao je god. Bečelor rad iz oblasti Elektrotehnike i računarstva Računarske nauke i informatika odbranio je god. Master rad iz iste oblasti odbranio je god.

96 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: AUTOMATIZOVANA IMPLEMENTACIJA POSLOVNIH APLIKACIJA BAZIRANA NA OPENXAVA RAZVOJNOM OKVIRU AUTOMATED IMPLEMENTATION OF BUSINESS APPLICATIONS BASED ON OPENXAVA FRAMEWORK Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj U radu je opisana integracija EUIS repozitorijuma meta-podataka i OpenXava razvojnog okvira za poslovne aplikacije. Integracija se odnosi na korišćenje generatora, koji podatke iz repozitorijuma transformišu u OpenXava model. Abstract This paper presents the integration of EUIS repository meta-data and OpenXava framework for business applications. Integration involves the use of generators, that transforms data from the repository to OpenXava model. Ključne reči: OpenXava, EUIS, poslovne aplikacije, generatori 1. UVOD Cilj ovog rada je izučavanje mogućnosti OpenXava razvojnog okvira za razvoj adaptivnih poslovnih aplikacija. Pod adaptivnošću se podrazumeva mogućnost brzog prilagođavanja aplikacije kako od strane razvojnog tima, tako i od strane korisnika. OpenXava je izabrana kao jedan od dobro dokumentovanih i fleksibilnih framework-a za razvoj poslovnih aplikacija na Java platformi. Mogućnost brzog razvoja i promene aplikacije od strane razvojnog tima u ovom radu će biti podržana razvojem generatora poslovnih aplikacija za OpenXava platformu. Uticaj korisnika na izgled i ponašanje aplikacije se planira podržati repozitorijumom meta-podataka koje aplikacija konsultuje u toku izvršavanja. Klasa poslovnih aplikacija koje će biti razmatrane u ovom radu je opisana u [1]. Karakteriše ih standardizacija korisničkog interfejsa. Elementi aplikacije koje standard definiše (različite vrste formi i načini za njihovu uzajamnu interakciju) se mogu modelovati korišćenjem EUIS UML profila, takođe opisanog u [1]. 2. OPENXAVA OpenXava je framework za brzo generisanje poslovnih aplikacija zasnovanih na JavaEE tehnologiji i AJAX-u [2]. Njena proširivost, adaptivnost i strukturiranost objektno-orijentisanog koda dozvoljava razvijanje aplikacija proizvoljne kompleksnosti. [3] NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bila doc. dr Gordana Milosavljević. Predrag Čičić, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Osnovni koncepti OpenXava je bazirana na MDD (Model-Driven Development) pristupu i konceptu poslovne komponente (Business Component). Za razliku od klasičnih MDD okruženja, OX (OpenXava) umesto modela kao ulaz koristi anotirane Java klase (ili XML dokumente). Poslovna komponenta predstavlja osnovnu gradivnu jedinicu aplikacije bazirane na OX framework-u. Za razliku od Model View Controller (MVC) [5] šablona, koji objedinjuje podatke u model, korisnički interfejs u view i poslovnu logiku u controller, poslovna komponenta objedinjuje model, korisnički interfejs i poslovnu logiku u jedinstvenu neraskidivu celinu Arhitektura aplikacije Kompletnu arhitekturu OX aplikacije prikazuje Slika 1. Slika 1. Arhitektura OpenXava aplikacije Sa slike se vidi da OX aplikaciju čine: Poslovne komponente Java klase sa anotacijama (OX i JPA) Moduli Unija poslovne komponente i pridruženih kontrolera. Modul predstavlja ono što vidi krajnji korisnik. Kontroleri Predstavljaju kolekciju akcija. Sa strane korisnika, akcije su dugmići na koje je omogućena akcija klika, a sa stanovišta programera, one su poslovna logika. Editori Predstavljaju komponente korisničkog interfejsa, koje se koriste da prilagode interfejs potrebama korisnika. Validatori Sadrže logiku za validiranje podataka u editorima. Kalkulatori Klase koje sadrže logiku za definisanje podrazumevane vrednosti za editore. 3. IMPLEMENTACIJA SISTEMA Na slici 2 je prikazana struktura implementiranog sistema. Repozitorijum meta podataka čuva ključne podatke o funkcionalnosti i izgledu krajnje aplikacije. Generator u

97 kombinaciji sa FreeMarker šablonima i u saradnji sa framework-om omogućava da podaci iz repozitorijuma budu pravilno formirani, na način koji to očekuje OpenXava okruženje. Na ovaj način generator, FreeMarker šabloni, ručno pisani kod i framework predstavljaju posrednika u interpretiranju podataka repozitorijuma za potrebe modela podataka OpenXava aplikacije (Slika 2). Layout detail moda Layout table moda Generator parent-child panela Parent-child panel se koristi za rad sa panelima koji poseduju hijerarhijski organizovanu strukturu tipa n-arnog stabla. Ova vrsta panela se koristi kada next mehanizam ne pruža zadovoljavajuću funkcionalnost, jer korisnik ne želi da odvaja dokumenate u više formi [1]. Elementi svakog panela u hijerarhiji su filtrirani vrednošću iz prethodnog nivoa hijerarhije. Za definisanje parent-child panela u okviru repozitorijuma koristi se i Hierarchy tip asocijacije, koji definiše hijerarhijski nivo standardnog panela u hijerarhiji parentchild panela. Primer modelovanja parent-child panela prikazuje Slika 3. Slika 2. Struktura rešenja 3.1. Generatori poslovnih komponenti U OpenXava-i gradivna jedinica aplikacije je poslovna komponenta. Vizuelna i fukcionalna interpretacija poslovne komponente je uniformna za sve module i predstavlja jednu vrstu kompozitne standardne forme. Kompozitnost standardne forme se ogleda u tome da su u okviru detail moda jedne standardne forme nalaze umetnute sve forme povezane manytoone, manytomany i onetomany vezama sa pomenutom formom. Kao i za sve elemente unutar forme, moguće je sakrivanje određenih ili svih umetnutih panela. Prethodno opisana osobina omogućava kreiranje većeg broja različitih panela, koje predviđa repozitorijuma metapodataka. Zbog situacije u kojoj se više različitih vrsta panela iz repozitorijuma preslikava na poslovnu komponentu, neophodno je razdvojiti generisanje svake vrste panela u zaseban generator i FreeMarker template Generator standardnih panela Generator standardne forme analizira podatke iz repozitorijuma i generiše najveći procenat koda za OX model. Takođe, veliki deo ovog generatora moći će ponovo da se iskoristi za generatore ostalih vrsta panela. Osobina ponovne iskoristivosti proizilazi iz toga da je standardni panel osnovni element svih ostalih vrsta panela. Generator standardnih panela vrši generisanje: Perzistentnih elemenata panela AutoIncrement elemenata AutoDuplicate elemenata Agregated elemenata Calculated elemenata LookUp elemenata Zoom asocijacija Next asocijacija Grupa elemenata (paneli i tab-ovi) Slika 3. Primer modelovanja parent-child panela Nedostatak OX iterpretacije u odnosu na interpretaciju iz [1] je u tome što OX parent-child forma ne može da podrži više od dva nivoa hijerarhije. Imajući u vidu da je ovo i najčešći slučaj korišćenja parent-child forme, to ograničenje ne predstavlja posebno veliki nedostatak. Generisanjem parent-child formi se bavi generator pod nazivom OXComponentParentChildGenerator, a FreeMarker šablon na osnovu koga se generišu paneli je componentparentchildtemplate.ftl. Izvedba generatora, ali i šablona je gotovo identična generatoru i šablonu standardnog panela. Iz repozitorijuma se dobavlja parent panel i na osnovu njega se formira poslovna komponenta. Poslovna komponenta sadrži sve elemente parent panela, ali u layoutu otkriva many-to-one element koji referencira child formu. Na ovaj način se dobija parent-child panel opisan u okviru [1] Generator many-to-many panela Many-to-many panel se koristi za intezivan unos podataka za entitet koji je nastao kao interpretacija many-to-many veze [1]. Sa primera, koji prikazuje Slika 4, se može videti način funkcionisanja ove vrste panela. Na sebi svojstven način OX takođe podržava hijerarhijsku vezu many-to-many. Kao i u ostalim vezama asocijacije, OX ubacuje ceo panel koji predstavlja many-to-many vezu unutar layouta panela koji je vlasnik pomenute veze.

98 Slika 4. Primer modelovanja many-to-many panela Ovim konceptom integracija repozitorijuma u OX okvire je značajno lakša nego u slučaju ostalih veza asocijacije. Za potrebe integracije razvijen je generator OXComponentManyToManyGenerator koji koristi componentmanytomanytemplate.ftl FreeMarker šablon. Integracija repozitorijuma i OX okruženja, u slučaju many-to-many panela izvedena je na osnovu modela koji prikazuje Slika 4. Generator generiše zaglavlje panela koji čini representative element panela iz kojeg se next-om dolazi do many-to-many panela. Element representative je onemogućen za izmenu i unos. Pored generisanja samog panela, neophodno je i generisanje dugmeta koje predstavlja next na many-tomany panel. Ovaj deo koda je predstavljen u okviru controller.xml fajla, te će biti detaljnije opisan u sekciji koja se bavi generisanjem tog fajla Generator parametarskih panela Parametarski paneli u okviru poslovnih informacionih sistema se sreću ralativno često i služe za prikupljanje parametara za izvršavanje transakcija ili pozivanje izveštaja. Mogu se kreirati eksplicitno, navođenjem komponenti za unos koje je potrebno da sadrže (npr. za potrebu pribavljanja parametara za niz operacija koje se sukcesivno pozivaju i sadrže iste parametre) ili implicitno, analizom parametara neke transakcija i izveštaja. Za eksplicitno generisane panele, operationowner je ParameterPanel, a za implicitno generisane je MainPanel (ako se pozivaju samo iz menija) ili StandardPanel (ako se pozivaju iz standarde forme, a opciono i iz menija). Za implicitno navedene, razlikuju se dva konteksta prikazivanja, u zavisnosti od toga da li se pozivaju iz menija ili standardnog panela. Ako se pozivaju iz standardnog panela, onda je zoom koji označava selektovani red onemogućen za unos i izmenu, u slučaju pozivanja iz menija za taj zoom je omogućen unos i izmena. Generator koji generiše ovu vrstu panela je OXComponentParemeterGenerator, a koristi componentparametertemplate FreeMarker šablon. Poslovne komponente koje se generišu su tranzientne, što znači da im se vrednosti ne čuvaju u bazi podataka i da nemaju JPA anotacije Generatori konfiguracionih fajlova Pod konfiguratorima aplikacije se podrazumevaju dva fajla koji specificiraju module (application.xml) i kontrolere (controller.xml) Generator application.xml fajla Ovaj fajl specificira skup svih modula koje korisnik ima na raspolaganju, kao i odgovarajuća podešavanja za svaki od njih. U spisak modula koji se generišu ulaze sve pobrojane vrste panela, homepage modul i login modul. Generator koji kreira ovaj fajl je OXApplicationGenerator, a koristi applicationtemplate FreeMarker šablon. Moduli koji predstavljaju standardni panel, pored osnovnih osobina koje definišu (naziv modela i naziv kontrolera), definišu i dostupnost modova u kojima se modul može nalaziti. Dostupnost modova zavisi isljučivo od update, changemode i defaultviewmode atributa odgovarajućeg panela u repozitorijumu meta-podataka. Pored standarnih panela, za čije modelovanje je postupak generisanja bio najsloženiji, u okviru application fajla se generiše i čitav niz modula koji su specifični za integraciju repozitorijuma i OX okruženja. Generišu se moduli za: Parametarske panele (eksplicitno generisane) Many-to-many panele Parametarske panele (implicitno generisane) Next panele Parent-child panele Generisanje svih nabrojanih vrsta modula je uniformno. Za sve se definiše naziv modela, naziv kontrolera i dozvoljeni modovi. Dozvoljeni mod za sve module je detail, a za parametarske panele nije posebno potrebno navoditi mod, jer tranzientne klase podrazumevaju samo detail mod. Jedan od dva modula koji se uvek generišu je Homepage, koji reprezentuje mainpanel. Homepage predstavlja modul sa ručno pravljenom jsp stranicom Generator controller.xml fajla Kontroler služi za definisanje funkcionalnosti, ali i poslovne logike modula. U okviru njega je moguće definisati akcije koje se pokreću, kako na dugme, tako i pri inicijalizaciji modula (on-init). U okviru definisanja akcija moguće je koristiti objekte sesije i varijable okruženja. Generator koji je zadužen za generisanje kontrolera je OXControllerGenerator, a šablon po kome vrši generisanje je controllertemplate. Ovaj generator definiše: Fremework kontrolere Kontrolere za standarne panele Kontrolere za parametarske panele (eksplicitne) Kontrolere za parametarske panele (implicitne) Kontrolere za many-to-many panele Kontrolere za next panele Kontrolere za parent-child panele 3.3. Generatori klasa za podršku Klase za podršku obuhvataju klase koje upotpunjuju integraciju OX i repozitorijuma meta-podataka. U njih se ubrajaju kalkulatori, akcije za pozive izveštaja i transakcija, model koji reprezentuje strukturu menija i fajl koji omogućava internacionalizaciju labela. 1590

99 U ovu vrstu generatora su ubrajaju: Generator kalkulatora Generatori operacija (transakcija i izveštaja) Generator modela za meni Generator fajla za internacionalizaciju 3.4. Framework Nadogradnja OX frameworka zahteva detaljno izučavanje delova OX koji se nadograđuju. Početni segment nadogradnje predstavlja nadogradnja module.jsp editora, koji je osnovni editor za prikaz poslovnih komponenti sistema. Nadogradnja se ogleda u kreiranju form.jsp editora koji dodaje menije na module.jsp editor, logout i homepage dugme. Drugi deo nadogradnje frameworka čini superklasa za sve poslovne komponente koja je nazvana ModelSuperClass. Ona sadrži zajedničke elemente za sve poslovne komponente. Treći deo proširenja frameworka obuhvata akcije koje omogućavaju implementaciju logike definisane u prethodnim poglavljima, a koja obuhvata definisanje layout-a, pozivanje next i many-to-many formi, itd. Sve pobrojana proširenja se nalaze u okviru org.openxava.framework.actions paketa u generisanom projektu 3.5. Integracija sa ručno pisanim kodom Za relizaciju integracije ručno pisanog i generisanog koda u slučaju akcija i kalkulatora koristi se mehanizam prostog nasleđivanje klasa u kome je moguće redefinisati sve metode akcija i kalkulatora. Sam generator je koncipiran tako da nasleđuje BasicGenerator- WithInheritance, koji za raziku od BasicGenerator generatora prihvata dva FreeMarker šablona, prvi za generisanu klasu, a drugi za telo klase za ručno pisani kod. Prva klasa je zapravo klasa koja se pravi od šablona prikazanih u prethodnim poglavljima. Ona se uvek ponovo generiše i na kraju svog naziva sadrži reč Generated. Druga klasa je klasa bez dodatka Generated, samo jednom se generiše, nasleđuje prvu klasu i sve može da joj se menja osim naziva i paketa u kom se nalazi (generator je neće oštetiti). Za realizaciju integracije ručno pisanog i generisanog koda u slučaju aplication.xml i contorller.xml fajla koristi se mehanizam zaštićenih regiona. Ovaj mehanizam je uzet iz razloga što OX ne dozvoljava postojanje više od jednog aplication.xml i više od jednog contorller.xml fajla. Logika generatora sa zaštićenim regionima smeštena je u BasicXMLGeneratorWithSafeRegions apstraktnom generatoru. Početak zaštićenog regiona za ovu vrstu generatora se označava komentarom <!-- start_safe_region -->, a kraj zaštićenog regiona označava komentar <!--end_safe_region-->. 4. ZAKLJUČAK U okviru ovog rada izvršena je implementacija generatora i framework-a, koji omogućavaju kreiranje modela podataka za OpenXava razvojno okruženje, na osnovu podataka iz EUIS repozitorijuma. Realizovano rešenje koristi 10 podgeneratora i freemarker šablona za generisanje jednog dela OpenXava modela. Drugi deo modela se formira na osnovu frameworka, koji smanjuje 1591 balast generatora i preuzima na sebe realizovanje generičke funkcionalnosti. Model se može ručno modifikovati, uz očuvanje podataka i nakon regenerisanja koda, zahvaljujući osobinama nasleđivanja i sigurnosnih regiona. Ovim rešenjem postignuta je osnova za vrlo brz razvoj aplikacija i u velikoj meri je premoštena razlika između internog standarda OpenXava-e i internog standarda EUIS profila. Pretpostavke koje su inicirale formulisanje zadataka (mogućnost jednostavne integracije OX i EUIS profila) su u velikoj meri bile tačne, što je pokazano kroz rad. OpenXava jeste konfigurabilno i prilagodljivo rešenje, ali ipak nije odgovorilo na sve zahteve zadate u intenom standardu korisničkog interfejsa u EUIS profilu [1], što nije omogućilo korišćenje svih delova repozitorijuma. U većini slučajeva integracija je bila uspešna, ali utisak je da treba izbegavati ovakav način integracije, zbog različite standardizacije korisničkog intefejsa. Performanse aplikacije nisu na zadovoljavajućem nivou, naročito u pogledu brzine aplikacije. Kreator OpenXava-e je težio što većoj fleksibilnosti, a to se moralo osetiti na brzini aplikacije. Imajući u vidu open-source licencu i dostupnost koda, prostora za unapređenje ovog okruženja ima, što se i vidi iz analize prethodnih verzija OpenXava-e. Unapređenja integracije opisane u ovom radu su takođe moguća, naročito u oblasti prava pristupa, ali se stiče utisak da bi to dodatno usporilo rad aplikacije, te bi se moglo iskoristiti samo za istraživački rad. 5. LITERATURA [1] Gordana Milosavljević, Prilog metodama brzog razvoja adaptivnih poslovnih infrormacionih sistema, doktorska disertacija, Univerzitet u Novom Sadu, [2] Ajax: A New Approach to Web Applications, [3] Javier Paniza, Learn OpenXava by example, CreteSpace,2011 [4] Christian Bauer and Gavin King, Java Persistence with Hibernate, Manning Publications, New York, 2006 [5]MVC design patern - Kratka biografija: Predrag Čičić rođen je u Sanskom Mostu, BiH god. Diplomski-master rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Elektrotehnike i računarstva Računarstvo i automatika odbranio je 2012.god.

100 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad GENERISANJE RASPOREDA ČASOVA POMOĆU JBOSS DROOLS PLANNER BIBLIOTEKE GENERATING TITMETABLES USING JBOSS DROOLS PLANNER LIBRARY Darko Vasilev, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad UDK: Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj Ovaj rad je posvećen studiji o generisanju rasporeda časova za fakultete i njenoj primeni na generisanju rasporeda časova za odeljenje u Inđiji Fakulteta tehničkih nauka pomoću JBoss Drools Planner biblioteke. Abstract This thesis is dedicated to research for generating timetables for faculties and it s for generating timetables for department of Facuculty of technical sciences in Indjija using JBoss Drools Planner library. Ključne reči: Timetables, Rule engine, WEB application 1. OBLAST KOJIŠĆENJA JBOSS DROOLS PLANNER MODULA Slika 1.2. Prikaz rešenog n queens 8x8 računskog problema Tabela 1.1. Prikaz složenosti n queens problema JBoss Drools Planner modul koristimo za rešavanje komplikovanih računskih problema u kojima se na osnovu unetih pravila raspodeljuju vrednosti neke promenljive. Neki od primera gde se Planner modul uspešno koristi: 1. N queens (raspoređivanje dama na šahovskoj tabli) 2. Trgovački putnik 3. Raspored časova 4. Resource balancer dodeljivanje rusursa izvršnoj jedinici (koristi se kod dodeljivanja računarskih resursa ili nečeg drugog) 5. U kompjuterskim igricama (šah, strategije) Uzećemo za primer rešavanje problema N queens. Na šahovskoj tabli sa nxn polja, treba postaviti n kraljica tako da bilo koje dve kraljice ne "gađaju" jedna na drugu. Slika 1.1. Prikaz rešenog n queens 4x4 računskog problema NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je dr Branko Milosavljević, vanr. prof # n Broj mogućih rešenja Broj optimalnih rešenja Odnos optimalnih i mogućih rešenja od od od MOTIV ZA PISANJE NOVOG GENERATORA RASPOREDA ČASOVA Danas u svetu postoje razne implementacije generatora rasporeda časova. Mnoga rešenja su više rezultat istraživanja nego projekti koji su našli svoju širu primenu. Samo dve imlementacije, Mimosa i Wise Timetable, imaju veliki broj svojih korisnika. One koriste svoje interne algoritme za generisanje rasporeda časova koji daju zadovoljavajuće rezultate, ali su se u nekim slučajevima oni su se pokazali kao neefikasni. Ukratko ćemo sumirati i prikazati njihove nedostatke: 1. Početno vreme predavanja je zaokruženo na celi sat (npr. 07:00, 14:00) 2. Raspored časova u sebi ima pauze između predavanja 3. Nema mogućnosti zadavanja slobodnog dana predavaču 4. Učionice se ne dodeljuju predavanju po njihovom tipu, već se učionice ručno dodeljuju predavanju 5. Moramo ručno uneti studente koji čine studentske grupe za slučaj da su nam podaci nedostupni, što je suvišan podatak za generisanje rasopreda časova i

101 6. Izveštaji generisanja rasporeda časova su nepregledni, nepraktični i preobimni i treba ih dodatno obraditi (urediti). Ove nedostatke bi trebalo rešiti novom implementacijom i dodatno prilagoditi dosadašnjem ručnom pisanju rasporeda časova na Fakultetu tehničkih nauka u Novom Sadu, koji služi kao model za pisanje rasporeda časova za njegovo odeljenje u Inđiji. Za implementaciju algoritma smo koristili JBoss Drools Planner biblioteku koja je poslednjih godina dovoljno usavršena da može dati optimalno rešenje za problem generisanja rasporeda časova [3]. 3. KRATAK OPIS RADA SA JBOSS DROOLS PANNER MODULOM Drools Planner raspodeljuje objekte tako da ocena njihove raspodele po unapred zadatim pravilima bude nula. Ovo je u jednoj rečenici definicija Drools Planner modula. Planner modul sadrži sledeće elemente: 1. Solution (kontejner koji sadrži instance činjenica, planirajuće promenljive i planirajućeg entiteta), 2. Problem fact (činjenica), planning variable (planirajuća promenljiva) i planning entity (planirajući entitet), 3. Move (Potez koji menja referencu na instancu planirajuće promenljive u instanci planirajućeg entiteta), 4. Rule (pravilo u kojem ocenjujemo instance planirajućeg entiteta u Solution instanci), 5. Solver (upravljački objekat koji klonira Solution instance, poziva poteze izmene nad njima i ocenjuje ih u pravilima) i 6. XmlSolverConfigurer (Konfiguracija Solver-a) Centralno mesto u Planner modulu zauzimaju pravila i Solver. Solver je objekat koji klonira Solution objekat, manja ga potezima izmene, propušta ga kroz pravila i beleži u njega rezultat. Pravila za ocenjivanje solution objekta pišemo u rule datotekama(ekstenzija drl). Cilj je da se u pravilima prepoznaju sve konfliktne Solution instance i da se one ocene negativnom ocenom. Najbolja Solution instanca je ona koja nema negativnu ocenu(0). Zaglavlje dokumenta sa pravilima liči na na zaglavlje Java klase. Pravila se pišu u java ili mvel dijalektu, ali sintaksa pravila ipak najviše liči na sintaksu leksičkih analizatora. U svakom pravilu imamo levu stranu kao uslov (when) i desnu stranu kao posledicu (then). U uslovu navodimo konfliktne pojave instanci (npr. jedan predavač drži predavanje u dve različite učionice u isto vreme), a u posledici loše ocenjujemo ovakve pojave instance Solution. Oznaka promenljive u pravilima se sastoji od simbola $ i naziva. Vrednost promenljive dodeljujemo operatorom : iza koje sledi vrednost. WorkingMemory je objekat (kontejner) koji sadrži objekte iz povratne vrednosti metode getproblemfacts() nad Solution objektom. Kroz njegove elemente iteriramo u pravilima. Sada ćemo dati prikaz pravila u kome se ispisuju sve maloletne osobe. rule "underageperson" when $p: Person(age < 18) then System.out.println("Person: " + $p); end Slika 3.1. Prikaz pravila u kome ispisujemo maloletne osobe Instanca klase XmlSolverConfigurer je objekat koji se kreira tako što se parsira XML dokument(konfiguracija). Njegova uloga je da inicijalizuje solver tj. on služi da na osnovu konfiguracije kreira Solver objekat. Solver ne traži rešenje brute force algoritmom, niti brzim algoritmima. U primeru problema pakovanja(bin packing), Planner modul ne bi rešavao problem stavljajući prvo velike elemente već, kako autori kažu, Solver traži optimalno rešenje u razumnom vremenskom periodu. Zadatak Solver-a je da kreira stablo stanja, gde je svako stanje jedan čvor koji sadrži posebnu Solution instancu. Metodom setplanningproblem(solution) gde kao paramatar zadajemo početno rešenje(initialsolution), kreiramo prvi čvor u stablu stanja. Solver će pozivati metodu clone() nad Solution objektom i tako granati čvor na nove čvorove. Nad svakim novim čvorom kreiraće novu listu poteza(metoda createcachedmovelist( Solution) u proizvođaču poteza), modifikovati Solution objekat potezima i onda u pravilma izračunati ocenu za taj čvor. Ako je ocena čvora bolja od ocena njegovih braće čvorova, velika je verovatnoća da će Solver dalje granati stablo kroz baš taj čvor. Solver može upasti u zamku lokalnog minimuma, tj. da ocene čvorova, koji su potomci čvora u kome je lokalni minimum, nemaju bolju ocenu i da treba prekinuti dalje grananje. U zavisnosti od podešavanja Solver-a može se parametrizovati koliko duboko razviti stablo da bi se zaključilo da je čvor lokalni minimum, jer je možda ipak stanje koje je bolje ocenjeno od lokalnog minimuma baš u toj putanji kroz stablo stanja. Solver završava proces rešavanja problema kada dostigne optimalno rešenje zadato sa hardscore/softscore ocenom ili kada se dostigne vremensko ograničenje. 4. IMPLEMENTACIJA SISTEMA Generator rasporeda časova pored osnovne funkcionalnosti i na osnovu osobina rasporeda časova koji se danas koristi na Fakultetu tehničkih nauka u Novom Sadu, treba implementirati sledeću funkcionalnost: 1. Svaki predmet ima jedno ili više predavanja 2. Predavanje može biti različitog tipa(auditorno predavanje, računarske vežbe, laboratorijske vežbe...) 3. Svako predavanje ima spisak učionica u kojima može da se održi 1593

102 4. Svako predavanje predaje jedan ili više predavača 5. Svako predavanje ima dnevni i nedeljni fond časova(nedeljni fond časova mora biti deljiv sa dnevnim brojem časova) 6. Profesori mogu imati slobodne dane 7. Predmeti se mogu birati na nivou studentskih grupa U algoritmu aplikacije za generisanje rasporeda časova koristili smo JBoss Drools Planner biblioteku. Model podataka je generisan pomoću HiberObjects plugin-a za Eclipse. Za CRUD (Create Remove Update Delete) operacije nad modelom i transakcije koristili smo EJB 3.0 arhitekturu komponenti i MySql bazu podataka. Java XML Dom Parser smo koristili pri učitavanju podataka iz XML datoteka, a za prikaz i unos podataka u web delu aplikacije koristili smo JSF(Java Server Faces) biblioteku sa PrimeFaces komponentama. Aplikacija se sastoji iz 6 Eclipse projekata: 1. ScheduleDrools (Drools projekat za rad sa Planner modulom) 2. ScheduleEAR (Enterprise Application projekat koji exportuje EAR biblioteku sastavljenu od ostalih projekata) 3. ScheduleEJB (EJB projekat koji sadrži DAO interfejse i klase) 4. ScheduleHO (HiberObjects projekat iz koga smo izgenerisali model potaka) 5. ScheduleLocalImporter (JPA projekat koji kreira entity objekte od učitanih podataka iz xml datoteka i snima ih u bazu) 6. ScheduleWEB (Dynamic Web Project koji služi za unos i prikaz podataka i za startovanje procesa generisanja rasporeda časova) Sada ćemo prikazati pravilo gde tri instance predavanja ulaze u uslov. Cilj je da loše ocenimo Solution instancu ako između dva uzastopna predavanja studentska grupa ima vremenski interval u kome nema predavanja (pauza). LectureDesignation($id2 :id!=$ id1, studentgroup == $studentgroup, $lecture2 : lecture, $period2 : period, period.workday == $period1.workday, $period1.periodindex < $period2.periodindex, $period1.periodindex + $lecture1.classesperday < $period2.periodindex) //with same working days and //lectdesig2 is earlier then lectdesig1 //if lectdesig1 and lectdesig2 dont have //lecturedesignation between not $lectdesigbetw : LectureDesignation(id!= $id1, id!= $id2, studentgroup == $studentgroup, period.workday == $period1.workday, $period1.periodindex + $lecture1.classesperday < period.periodindex + lecture.classesperday, period.periodindex + lecture.classesperday < $period2.periodindex + $lecture2.classesperday) then insertlogical(new IntConstraintOccurrence( "NoPauseForGroups", ConstraintType.NEGATIVE_SOFT, 1, $period2)); System.out.println("NoPauseForGroups"); end Slika 4.1. Prikaz pravila za eleminaciju pauza rule "NoPauseForGroups" //soft constraint if group has pauses before lectures when $lectdesig1: LectureDesignation($id1 : id, $studentgroup : studentgroup, $lecture1 : lecture, $period1 : period) $lectdesig2: 1594 Svakako najveće oscilacije u performansama ima odabir algoritma po kome radi Planner modul. Za algoritam u implementaciji generatora rasporeda časova izabrali smo Best Fit Decreasing. On je kombinacija dva algoritma First Fit Decreasing i Best Fit. Algoritam Best Fit Decreasing prvo raspoređuje teže instance planirajućeg entiteta, jer je njih teže rasporediti u preostalim raspodelama (prvo raspoređujemo veće elemente u bin packing problemu). Isto tako prioritet imaju i planirajuće promenljive manje jačine, jer one ređe ispunjavaju potrebne uslove (u učionicama sa manjim kapacitetom se može održati manji broj predavanja). To znači da ovaj algoritam sortira instance planirajučeg entiteta po opadajućem redosledu težine, a instance planirajuće promenljive po rastućim vrednostima jačine.

103 5. STUDIJA SLUČAJA: FTN ODELJENJE U INĐIJI Na odeljenju u Indjiji imamo jedan amfiteatar kapacitetea 100 studenata, jednu veliku učionicu kapaciteta 60 studenata i 5 računarskih učionica kapaciteta 20 studenata, od kojih 3 imaju instalirani Windows, a 2 imaju instalirani Linux operativni sistem. Odeljenje strukovnih studija u Inđiji ima jedan departman sa dva smera, koji čine 3 studentske grupe sa prosečno 5 ispita po semestru i 60 studenata po godini studija. Implementirano rešenje daje raspored časova za 20 sekundi koji u sebi ne sadrži pauze između predavanja za studentke grupe i profesore. To je najveća prednost ovog rešenja u odnosu na ona koja se danas primenjuju, jer ostala u svojim rasporedima imaju pauze. Kratko vreme generisanja daje mogućnost da se raspored časova i dalje pravi inkrementalno, ali u drugom smislu. Ukoliko korisnik ima neku grešku u unetim podacima, zahvaljujući kratkom vremenu generisanja, vreme između prepravki rasporeda časova je minimalno. Tako korisnik kroz više generisanja može dobiti optimalno rešenje za raspored časova. Odeljenje u Inđiji je u odnosu na druge fakultete jako malo, i nije poznato kako bi se rešenje ponašalo za velike fakultete, kao na primer za Fakultet tehničkih nauka u Novom Sadu koji broji 13 departmana i oko studenata. Fakulteti koji broje puno studenata i ispita imaju veliki broj podataka koje bi bilo zgodno importovati iz baze fakulteta i automatski kreirati studentskih grupa i druge entitete. LITERATURA [1] Java 2 Platform, Enterprise Edition, [2] E. Roman, R. P. Sriganesh, G. Brose. Mastering Enterprise JavaBeans, 3rd edition. Wiley, Indianapolis, ISBN [3] Paul Browne. JBoss Drools Business Rules. Packt Publishing Ltd., Birmingham, ISBN Kratka biografija: 6. ZAKLJUČAK Do sada, veliki broj kombinacija je predstavljao nepremostivu barijeru za većinu algoritama generisanja rasporeda časova čak i na savremenim računarima. Ovaj problem je pomoću Planner biblioteke postao rešiv. Implementirano rešenje je za gorepomenute zahteve dalo optimalne rezultate. Sa povećanjem zahteva, vreme generisanja će se povećavati, a neke zahteve neće biti moguće implementirati. Recimo, ako želimo da studentskoj grupi dodelimo slobodan dan, moraćemo menjati veći deo modela podataka i gotovo celu implementaciju sa Planner modulom. Darko Vasilev rođen je godine u Leskovcu Apsolvent je na Fakultetu tehničkih nauka u Novom Sadu na departmanu za Računarstvo i automatiku, smer za primenjene računarske nauke i informatiku. 1595

104 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad RAZVOJ BI SISTEMA ZA ANALIZU PODATAKA O APSENTIZMIMA UDK: A DEVELOPMENT OF A BI SYSTEM FOR DATA ANALYSIS OF ABSENTEEISM Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj Rad ukazuje na motive i poslovne potrebe za razvojem Business Intelligence (BI) sistema za analizu podataka o apsentizmima. Takođe, opisujе implementaciju jednog takvog sistema koji uključuje proširivost u pogledu broja funkcionalnosti vezanih za analizu podataka. U radu je prikazan jedan pristup razvoju takvog projekta, kao i proceni koristi i napora potrebnog za razvoj sistema u ambijentu zdravstvenog sistema Republike Srbije. Abstract The paper points out the motives and the business needs for development of BI System for Data Analysis of Absenteeism. It also describes the implementation of such systems that includes scalability in terms of functionality related to data analysis. This paper presents an approach to developing such a project as well as estimation of benefit and effort required for development such BI System in the environment of the Health System of Republic of Serbia. Ključne reči: Data Mining, ETL, Baze podataka, Analiza podataka, Apsentizam, zdravsveni informacioni sistem. 1. UVOD Informacioni sistemi više nisu privilegija samo velikih kompanija i organizacija. Ovakvi sistemi u sve većoj meri su zastupljeni u zdravstu i oslanjaju se na postojeće sisteme koje Svetska zdravstvena organizacija definiše kao kompleks međusobno povezanih elemenata koji doprinose zdravlju u porodici, obrazovnim ustanovama, radnim i javnim mestima, zajednicama, kao i u fizičkoj i psihološkoj sredini, u zdravstvenim i drugim sektorima. Razvoj informacionih sistema u zdravstvu je oblast u kojoj discipline organizacije podataka, softverskog inžinjerstva i istraživanja velikih skupova podataka nužno koegzistiraju sa ciljem da se omogući sistemu da optimizuje skladištenje, pretraživanje i korišćenje informacija u zdravstvu. U poslednje vreme sve više se ovakvi sistemi koriste za netrivijalno izdvajanje implicitnih, prethodno nepoznatih i potencijalno korisnih informacija iz podataka, takozvanih skrivenih informacija koje nisu direktno vidljive. Glavni cilj ovog rada jeste da demonstrira izovdljivost proširivog BI sistema koji poseduje potencijal da vrši pozitivan uticaj na zdravlje ljudi i ekonomiju zemalja suočenih sa lošim zdravstvenim stanjem populacije. Kako bi se to ostvarilo, potrebno je razmotriti motive i poslovne potrebe za analizom podataka o apsentizmima, upoznati se sa strukturom izvornih podataka, isprojektovati i implementirati proširiv sistem za skladištenje i analizu podataka u vidu pilot projekta sa ograničenim skupom funkcionalnosti i izvršiti estimaciju napora razvoja jednog takvog BI sistema u ambijentu zdravstva Republike Srbije. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Ivan Luković, red.prof. Marko Knežević, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad 1596 BI sistem za analizu podataka o apsentizmima predstavlja rešenje spremno za prilagođavanje različitim izvorima podataka prisutnim u zdravstvu i da ih objedini u jednu strukturu prilagođenu analizama i formiranju različitih izveštaja relevantnih u procesu donošenja odluka vezanih za zdravstvenu zaštitu, kako populacije tako i njenih podskupova. Takav sistem predstavlja rešenje koje potencijalno može ublažiti problem čestih epidemija i široko rasprostranjenih oboljenja. Vodeći se činjenicom da je prevencija najbolji lek, ovo rešenje u vidu nadogradnje na postojeće zdravstvene informacione sisteme obuhvata proširivi inteligentni softverski sistem koji analizira karakteristike epidemija, ukazuje na važne faktore u vezi sa novim slučajevima bolesti i predviđa učestalost pojava oboljenja. Rad se sastoji iz osam poglavlja. Nakon uvoda, u okviru poglavlja 2 opisan je pojam, uzroci i troškovi apsentizama, pošto je apsentizam predmet analiza ovog BI sistema. Zatim je, kroz poglavlje 3, prikazana struktura i poreklo izvornih podataka. U okviru poglavlja 4, dat je prikaz metodološkog pristupa razvoju BI sistema. Zatim je kroz sadržaj poglavlja 5 prikazana arhitektura sistema, kao osnova koja treba da obezbedi sve predviđene funkcije ovog sistema. Potom je u poglavljima 6 i 7, redom, dat prikaz rešenja kroz skup funkcionalnosti koje sistem podržava, kao i analiza dobijenih rezultata. U zaključku, dato je obrazloženje značaja i složenosti sistema, kao i dalji mogući pravci razvoja i istraživačkog rada koji uključuju upotrebu i razvoj BI sistema za analizu podataka o apsentizmima. 2. APSENTIZAM Apsentizam je pojava odsustva od dužnosti ili obaveza. U poslednje vreme postoji težnja da se apsentizam razume kao pokazatelj psihološkog, zdravstvenog ili socijalnog prilagođavanja radu. Česta odsustva sa radnog mesta mogu biti pokazatelj lošeg morala ili sindorma bolesnih zgrada. Međutim, mnogi poslodavci su usvojili politiku vezanu za odsustva koja ne pravi razliku između izostanaka sa posla uzrokovanih bolešću i odsustva iz neprikladnih razloga. Jedna od ovih politika uzima u obzir samo ukupan broj i frekvenciju odsustva a ne i uzrok izostanka sa posla. Kao rezultat toga, mnogi zaposleni osećaju obavezu da i dok su bolesni dolaze na posao što ima za posledicu širenje zaraznih bolesti među ostalim radnicima, a to dovodi do još većeg stepena apsentizma i smanjene produktivnosti. Istraživanje iz godine koje, inače, tradicionalno svake godine sprovodi renomirani institut Charatered Institute of Personnel and Development (CIPD) iz Velike Britanije, obuhvatilo je 573 organizacije širom Velike Britanije, koje zapošljavaju ukupno 1,5 miliona radnika od kojih jedna trećina posluje globalno. Prema datom istraživanju, najčešći uzroci bolovanja (do četiri nedelje) su: prehlade, viroze, stomačni problemi, glavobolje i migrene, mišićno-skeletne povrede, kao i bol i ukočenje u donjem delu leđa, krstima (takozvani lumbago ili išijalgija). Drugi najčešći uzrok

105 kratkotrajnih bolovanja je stres, a na trećem mestu su lažna bolovanja koja se otvaraju zbog nekih drugih razloga, na primer da bi bili završeni privatni poslovi. Potom slede bolovanja koja se otvaraju zbog hroničnih zdravstvenih problema kao što su astma, angina pektoris i razne alergije. Najčešći uzroci zbog kojih se otvaraju dugotrajna bolovanja (bolovanja duža od četiri nedelje) su moždani udar, infarkt i karcinom. Osim toga, prema rezultatima ovog istraživanja, zaposleni u proseku s posla odsustvuju 7,7 dana. S posla najviše odsustvuju zaposleni iz javnog sektora, a najmanje iz privatnog. Takođe, velike organizacije imaju u proseku veće odsustvovanje s posla u poređenju s malim preduzećima. Dve trećine radnog vremena koje je izgubljeno na bolovanja odlazi na kratkotrajna bolovanja od sedam radnih dana. Pritom, poredeći privatni i javni sektor, kratkotrajna odsustvovanja od sedam dana su prisutnija u privatnom sektoru. 3. IZVOR PODATAKA Izvorne podatke čine skup Excel fajlova i jedna datoteka izvezena iz baze podataka SPSS programa [5], koja sadrži depersonalizovane podatke o apsentizmima. Podaci su prikupljni od strane Instituta za javno zdravlje Vojvodine. Izvorni podaci o apsentizmima sadrže informacije vezane za pol osobe koja je otvorila bolovanje, šifru delatnosti kojom se osoba bavi, starost, registarski broj opštine, šifru uzroka, šifru početne i krajnje dijagnoze, datum otvaranja i zatvaranja bolovanja. Pol osobe u izvornom obliku označen je brojevima 1 i 2 koji se odnose na muški, odnosno ženski pol. Šifru delatnosti pretstavlja petocifrena oznaka čije cifre označavaju sektore, oblasti, grane i grupe delanosti u skladu sa Klasifikacijom delatnosti definisanom u članu 11 Zakona o Klasifikaciji delatnosti i Registru jedinica razvrstavanja. Registarski broj opštine jedinstveno označava opštinu u kojoj osoba koja je otvorila bolovanje radi. Uzrok apsentizma predstavljen je brojevima od 1 do 12 koji se respektivno odnose na bolest, izolaciju, pratioce, održavanje trudnoće, davaoce tkiva i organa, povrede na radu, povrede van rada, profesionalna oboljenja, negu deteta do 3 godine, negu deteta preko 3 godine, negu drugog obolelog i porodiljsko odsustvo kao uzroke privremene sprečenosti za rad. Početnu, kao i krajnju dijagnozu čine oznake dobijene svođenjem odgovarajuće šifre dijagnoza propisane desetom revizijom Međunarodne klasifikacije bolesti (MKB 10) na 4 znaka. Šifrarnici samih bolesti, delatnosti, uzroka i opština nalaze se u sklopu Excel fajlova od kojih su neki dobavljeni sa zvaničnih Internet stranica organizacija koje propisuju odgovarajuće šifrarnike. Šifrarnik delatnosti preuzet je sa sajta Zavoda za informatiku i statistiku dok su šifrarnici koji definišu desetu međunarodnu klasifikaciju bolesti preuzeti sa sajta Centra za kontrolu i prevenciju oboljenja (Center for Disease Control and Prevention) Kredibilitet podataka u mnogome zavisi od kredibiliteta izvora podataka. Zato je veoma bitno osloniti se na izvore koji u velikoj meri mogu da garantuju integritet i validnost podataka. 4. RAZVOJ BI SISTEMA ZA ANALIZU PODATAKA Prednosti koje nudi metodologija životnog ciklusa, a tiču se monitoringa i kontrole nad procesom razvoja bile su presudne u projektovanju metodološkog pristupa razvoju ovog BI sistema. Korišćeni metodološki pristup zasnovan je na metodologiji životnog ciklusa koja u okviru svojih faza uključuje aktivnosti za modelovanje karakteristika BI 1597 sistema. Ove karaktreristike odnose se na orijentaciju ka podršci proaktivnom odlučivanju u okviru zdravstva. Planiranje razvoja projekta zasnivalo se na znanju vezanom za modele procesa razovoja, stečenom kroz studije i na ne tako bogatom prethodnom iskustvu. Sam proces bio je podeljen u 6 faza i aktivnosti unutar njih: studija opravdanosti identifikovanje postojanja potreba za takvim sistemom, sagledavanje aktuelnog stanja u pogledu postojanja sličnih rešenja i inicijalnu procenu direktnih i indirektnih koristi; faza planiranja izbor metoda i tehnologija koje će biti korišćene, razvoj plana projekta, raspoređivanje resursa na odgovarajuće zadatke definisane planom i održavanje plana projekta; analiza poslovnih potreba definisanje poslovnih potreba, analiza podataka, dizajniranje detaljnog logičkog modela; dizajniranje sistema specificiranje fizičkog modela sistema skladišta podataka, dizajniran je Extract Transform Load (ETL) proces i multidimenzionalna struktura, Online Analytical Procesing (OLAP) kocka; razvoj sistema - kreiranje OLAP kocke, aplikacije, Data Mining (DM) i ETL sistema koji uključuje alate za filtriranje, procedure i operatore koji su neophodni za izgradnju ETL procesa; faza implementacije - implementacija, testiranje, procena troškova projekta i isporuka samog sistema. Studija opravdanosti važan je korak u okviru procesa razvoja sistema, jer detaljno i sveobuhvatno ispituje mogućnosti realizacije projekta i opravdanost tj. racionalnost ulaganja u njegov razvoj. Faza planiranja se pokazala kao kritičan faktor u procesu razvoja. Zahtevna sa stanovišta vremenskih resursa ali isto tako podložna greškama čije su posledice u pogledu potrošnje resursa dovodile projekat u nezavidan položaj. Deo takvih grešaka u toku faze planiranja odnosio se na pogrešne procene u pogledu izbora konkretnih tehnologija na kojima bi delovi projekta mogli biti realizovani. Faza analize u okviru razvojnog puta BI sistema za praćenje podataka o apsentizmima sprovedena je efikasno zahvaljući stalnim kontaktima sa osobama koje poseduju ekspertsko znanje iz domena. U ovoj fazi, pravac razvoja projekta je često korigovan kako bi što bolje odgovorio poslovnim potrebama, odnosno potrebama domena. Kako je ceo proces istovremeno iterativan i inkrementalan, promene u samom dizajnu nisu bile retkost. Uprkos tome što se delovi sistema oslanjaju jedni na druge, većina njih razvijana je nezavisno i bez potrebe da drugi podsistem bude u celosti implementiran. Tokom same faze razvoja sistema uočeni su nedostaci koji su između ostalog rezultovali nekonzistentnošću podataka. Takvi nedostaci najčešće su bili posledice propusta tokom faza analize i dizajna ETL procesa. 5. ARHITEKTURA SISTEMA Arhitekturu sistema koju prikazuje slika 5.1. čine četiri globalne komponente: 1. server baze podataka, koji ima ugrađenu proširivost, i obuhvata sledeće komponente: sistem

106 za upravljanje bazama podataka, servise za istraživanje i analizu podataka, višedimenzionalne analize i servise za ekstrakciju, prečišćavanje, transformaciju i preuzimanje podataka iz različitih izvora; 2. aplikativni server, posrednik između server baze podataka i klijenta, koji takođe podržava proširivost; 3. proširivi veb klijent koji omogućava upotrebu čitača kartice sa ciljem da pojednostavi upotrebu samog sistema; 4. moblini uređaj kao široko rasprostranjeni klijent. Sistem poseduje mogućnost da se sa svojom arhitekturom uklopi u postojeća rešenja zdravstvenih informacionih sistema ali i da kroz svoje servise ponudi različite usluge rešenjima sa bliskom tematikom. Slika 5.1. Arhitektura sistema Ovakva arhitektura ostavlja mogućnost ne samo da server baze podataka i aplikativni server budu na fizički različitim lokacijama, već i da se SQL Server Analysis Services nalazi na odvojenom serveru kako rad servera sa relacionim skladištem podataka ne bi uticao na preformanse izvršavanja OLAP upita. Skup klijenatskih aplikacija nije ograničen na mobilni uređaj sa Windows Phone 7 operativnim sistemom i Silverlight klijentsku aplikciju. Arhitekturi sistema u daljem razvoju moguće je pridružiti odgovarajuće terminale koji bi bili javno dostupni i koji bi posedovali skup funkcionalnosti sličan Silverlight klijentskoj aplikaciji. 6. PRIKAZ REŠENJA Inicijalna verzija sistema pokriva skup funkcionalnosti koje se tiču pristupa zdravstvenim podacima spremljenim u relacionu bazu sistema; pristupa podacima koji se nalaze u okviru OLAP kocke i korišćenja naprednih analitičkih operacija koje kocka nudi; izvršavanja naprednih analiza i prognoza kao i dobavljanja njihovih rezultata; spremanja i pokretanja proširenja u pogledu funkcionalnosti vezanih za analize podataka. Sistemu je moguće pristupiti putem web aplikcije u okviru koje svaka strana grupiše određen broj bliskih funkcionalnosti Pristup najčešćim uzrocima apsentizma za tekući mesec Početna, Home stranica sadrži dve celine. Prva celina ukazuje na lokaciju korisnika koju sistem određuje na osnovu korisnikove IP adrese. U slučaju da klijent sa koga korisnik pristupa ima privatnu adresu, sistem uspešno pristupa javnoj adresi mreže u kojoj se on nalazi. Drugu celinu čini izveštaj o najčešćim uzrocima apsentizma za tekući mesec određenih na osnovu podataka spremljenih u relacionu bazu sistema Izvršavanje naprednih analiza i prognoza Analysis stranica je mesto odakle je moguće izvrštiti analize podataka i generisati širok spektar predikcija koje se odnose na najčešće uzroke apsentizama za određene subpopulacije. Takođe, sistem je u stanju da locira opštine obuhvaćene 1598 analizom u okviru Bing mape koja je sastavni deo stranice i prikaže dodatne informacije vezane za predviđanje. Kroz interfejs blizak krajnjim korisnicima moguće je obučiti modele skupom podataka i izvršiti predviđanja. Stabla odlučivanja, Neuronske mreže i Bajesov algoritam su modeli za istraživanje i analizu podataka podržani od strane BI sistema. Analyses stranica obuhvata četiri funkcionalne celine: 1. obučavanje predikcionih modela skupom podataka; 2. generisanje predikcija za određenu subpopulaciju izabrane opštine u određenom kvartalu; 3. generisanje predikcija koje se tiču svih opština izabrane regijie u određenom kvartalu; 4. otkrivanje najčešćih parova početnih i krajnjih dijagnoza u slučajevima gde se one razlikuju Izvršavanje analitičkih operacija i pristup istorijskim podacima Stranica Health Reports sadrži nestandardan mehanizam za kreiranje i pregledanje izveštaja. Uz pomoć Silverlight kontrole PivotViewer i JustInTime kolekcija, skup potencijlnih korisnika izveštaja u okviru ovog BI sistema se znatno proširio. Ovako predstavljeni izveštaji mogu biti od interesa ne samo stručnom osoblju, već i običnim korisnicima zainteresovanim za zdravstveno stanje populacije. Na intuitivan način moguće je vršiti operacije isecanja koje podrazumevaju fiksiranje vrednosti ili pak intervala vrednosti za određene dimenzije Izvršavanje analitičkih operacija i pristup istorijskim podacima Na Upload stranici moguće je otpremiti i vršiti pregled.dll i.xaml datoteka koje su već otpremljene. Ekstenzije koje je sistem prepoznao među otpremljenim datotekama prikazane su na stranici Extensions. Pored imena na osnovu odgovarajućih tagova podsistem za upravljanje ekstenzijama dobavlja ime autora, verziju, opis ekstenzije i naziv fajla koji reprezentuje ekstenziju. Iz liste proširenja moguće je izabrati odgovarajuće predviđanje koje se zatim aktivira pritiskom na dugme Activate. 7. ANALIZA DOBIJENIH REZULTATA Sistem omogućava predikciju verovatnoće i korigovane verovatnoće pojave uzroka apsentizama po velikom broju parametara. Korigovana verovatnoća koristi se sa ciljem da poveća verovatnoću retkih događaja. Korisna je u asocijativnim predviđanjima, jer kažnjava stavke koje su previše popularne u korist manje popularnih stvari. Analizom dobijenih rezultata moguće je potvrditi određene hipoteze koje se tiču oboljenja spcifičnih za određene subpopulacije. Takođe, sistem ostavlja korisniku mogućnost da izabere jedan od tri ponuđena modela predikcija a samim tim i da uporedi rezultate svakog od njih. Tabela 7.1. prikazuje rezultate predikcije pojave lumbaga u toku sva četiri kvartala među zaposlenim licima muškog pola, na prostoru opštine Novi Sad koji imaju između 40 i 60 godina. Prilikom predviđanja korišćen je Bajesov model predikcije. Lumbago je klinički naziv za iznendadni bol u lumbalnom delu leđa koji nastaje prilikom nezgodnog kretanja, naprezanja, naglog podizanja težeg tereta ili naglog hlađenja. Faktori koji povećavaju rizik od nastanka bola u donjem delu leđa su pušenje, gojaznost, starost, pol, fizički zahtevan ili stresan posao, anksioznost, sedeći način života, loše držanje i ravna stopala. Najčešće bol u leđima postepeno prolazi, međutim u nekim slučajevima on ukazuje na ozbiljan medicinski problem.

107 Uzrok apsetnizma: Bol u slabinskom delu kičme i sedalnom živcu Pol: Muški Starosno doba: godina Metoda: Bajesov model predikcije Mesto: Novi Sad Kvartal kal. godine I II III IV Verovatnoća 10,3% 17,1% 17,8% 11,2% Korigovana 7,24% 12% 12,5% 7,9% verovatnoća Tabela 7.1. Verovatnoće pojave lumbaga Imajući u vidu prikazane rezultate može se izvesti zaključak da je u toku drugog i trećeg kvartala posmatrana subpopulacija izloženija pojavi lumbaga. Ovakva informacija ima potencijalan značaj za poslodavce koji zapošljavaju ovu kategoriju ljudi, samim tim što im pruža mogućnost da fokusiraju svoja sredstva na smanjenje rizika pojave ovog tipa oboljenja u određenom periodu kako bi povećali produktivnost svojih radnika. Nad istom populacijom posmatrana je verovatnoća nastupanja infekcija uzrokovanih virusima. Predviđanja dobijena na osnovu Bajesovog modela predikcije, prikazana su u tabeli 7.2. i ukazuju na znatan porast infekcija uzrokovanih virusima tokom četvrtog kvartala. Uzrok apsetnizma: Infekcija uzrokovana virusima Pol: Muški Kvartal godine kal. Starosno doba: godina Metoda: Bajesov model predikcije I II III IV Mesto: Novi Sad Verovatnoća 12,7% 6,13% 5,44% 20,81% Korigovana 7,4% 3,79% 3,17% 12,13% verovatnoća Tabela 7.2. Verovatnoće pojave virusnih infekcija 8. ZAKLJUČAK Zarazne bolesti su jedan od glavnih uzroka morbiditeta i mortaliteta u svetu. Kroz istoriju i evoluciju one pretstavljaju fenomen nerazdvojiv od čovečanstva. U proteklih 20 godina je otkriveno oko 30 novih zaraznih bolesti, dok su one stare poprimile nove karakteristike. Negativni efekti koje određena oboljenja imaju na zdravstveno stanje populacije treba da budu smanjeni. Neophodno je da se omogući eliminacija, suzbijanje i kontrola prioritetnih bolesti. Takođe postoji potreba da se podstaknu istraživanja iz mikrobiologije, epidemiologije i infektivne medicine, da se modernizuju obrazovni programi i podstaknu mladi lekari da istražuju infektivne bolesti. Osim toga, ne sme se izostaviti podrška tendenciji sve veće primene novih tehnologija i zdravstvenih informacionih sistema (ZIS) u suzbijanju zaraznih bolesti i pojava apsentizama. Problemi vezani za širenje, kako zaraznih tako i nezaraznih bolesti, se sve češće rešavaju uz podršku ZIS-a. Iz tog razloga, inovacije u samim sistemima za podršku odlučivanju u okviru zdravstva su više nego dobrodošle. Kroz predloženo softversko rešenje, nastojimo da tematiku zaraznih bolesti što više približimo javnosti i da ponudimo proširivu softversku osnovu iz oblasti epidemiološkog rada i istraživanja. Multidisciplinarni karakter ovog projekta, zajedno sa kompleknošću epidemilogije, medicine, 1599 biologije, statistike, matematičke analize, informatike, veštačke inteligencije i softverskog inženjerstva, čini razvoj jednog ovakvog BI sistema izazovnim projektom. Međutim, prva verzija sistema u vidu pilot projekta demonstrirala je izvodljivost ovakvog projekta, i još značajnije, pozitivan uticaj koji sistem može da ostvari na zdravlje ljudi, ekonomiju zemalja suočenih sa lošim zdravstvenim stanjem populacije, kao i na kvalitet života. Sistem poseduje potencijal da preraste u rešenje koje će integrisati različite izvore zdravstvenih podataka na nivou Republike Srbije i pokriti veći broj funkcionalnih celina u okviru zdravstva koje se bave istim ili pak različitim temama poslovanja. Jedni od preduslova za takav poduhvat jesu prevazilaženje pravnih prepreka koje otežavaju integraciju podataka iz različitih izvora i postojanje odgovarajuće hardverske infrastrukture koja može u realnom vremenu da odgovori zahtevima za prikupljanjem i analizom velikog broja podataka. Ukoliko bi oni bili zadovoljeni, sledeći korak odnosio bi se na proširenje sistema u pogledu pokrivenosti tema poslovanja i broja funkcionalnosti koje pruža. Mogle bi se pratiti i analizirati finasijski podaci vezani za troškove bolovanja i lečenja pa čak i podaci o pojavama oboljenja kod dece i ostalog ne zaposlenog dela populacije. Dalji istraživački pravci podrazumevali bi posmatranje uticaja velikog broja faktora koje bi morali naknadno da uvedemo u sistem. Takvi faktori bi uključivali vremenske prilike u periodu kada je osoba obolela kao i karakteristike mesta u kojem je osoba koja je otvorila bolovanje boravila. Karakteristike bi se odnosile na blizinu reke, nadmorsku visinu, prosečan nivo buke i zagađenost vazduha. Sledeći nivo bi bio akvizicija većeg broja informacija iz kontakta lekar pacijent, koje se tiču načina života obolelog. Na osnovu tih informacija sistem bi bio u stanju da dovede u korelaciju određene navike sa pojavama odgovarajućih oboljenja i samim tim podigne svest pa čak i nivo odgovornosti populacije prema sopstvenom zdravlju. 9. LITERATURA [1] Pаvle Mogin, Ivаn Luković, Principi projektovаnjа bаzа podаtаkа, Fakultet tehničkih nauka u Novom Sadu, MP STYLOS Novi Sad, [2] Joy Mundy, Warren Thornthwaite, and Ralph Kimball. The Microsoft Data Warehouse Toolkit: With SQL Server 2008 R2 and the Microsoft Business Intelligence Toolset, 2nd Edition. Wiley Publishing, Inc., Indianapolis, Indiana, [3] Nikola Puđa. Zdravstveni informacioni sistem, savremena organizacija zdravstva. Vršac, Srbija, [4] Zdravstveno stanje i zdravstvene potrebe stanovništva Srbije, Beograd, 2004, sa adrese [5] SPSS program. Preuzeto u junu, 2012, sa adrese Kratka biografija: Marko Knežević rođen je u Novom Sadu god. Fakultet tehničkih nauka upisao je god. Diplomski rad iz oblasti Elektrotehnike i računarstva Računarske nauke i informatika odbranio je god. Master rad iz iste oblasti odbranio je god.

108 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad INTERAKTIVNO RAZVOJNO OKRUŽENJE ZA SPECIFIKACIJU POSLOVNIH APLIKACIJA INTERACTIVE DEVELOPMENT ENVIROMENT FOR SPECIFICATION OF BUSINESS APPLICATIONS Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Vladan Marsenić, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Kratak sadržaj U ovom radu opisan je alat pomoću kojeg krajnji korisnici mogu na jednostavan način skicirati ekranske forme poslovnih aplikacija i na taj način učestvovati u procesu specifikacije zahteva softverskog proizvoda. Abstract This paper describes a tool that provides the end users with abilty to easily sketch business applications user interfaces, therby participating in the process of software product requirements specification. Ključne reči: Mockup, Editor, UML profil, specifikacija zahteva 1. UVOD UDK: 007:004 Druga celina predstavlja implementaciju UML priofila za specifikaciju korisničkog interfejsa poslovnih aplikacija [3]. Za iscrtavanje komponenti koje su sastavni deo strukture UML profila zadužena je treća celina (kroki.mockup). Mokap (mockup) alati su postali veoma popularni alati za prikupljanje korisničkih zahteva u sklopu agilnih metodologija razvoja softvera. Mokap predstavlja skicu korisničkog interfejsa aplikacije, koja pomaže da se na širem planu slože svi aspekti korisničkog interfejsa. Mokap alati su jednostavni za korišćenje što omogućava krajnjim korisnicima da, koristeći jednostavnu i intuitivnu notaciju, aktivno učestvuju u procesu specfikacije softverskih proizvoda [4]. Iako imaju veliki potencijal u procesu razvoja softvera, njihova iskoristivost je veoma mala i najveći broj pristupa u razvoju softvera ih koristi samo u procesu prikupljanja informacija, nakon čega se skica uglavnom odbaci. Zbog takve prakse, često se javljaju slučajevi da se krajnje rešenje znatno razlikuje od zahteva koje je korisnik postavio što izaziva nezadovljstvo kod korisnika a i razvojnog tima jer produžava vreme razvoja. U ovom radu predstavljen je jedan od pristupa modelom upravljanog razvoja softvera u kojem mokapi igraju glavnu ulogu i predstavljaju model razvijanog sistema. Ideja je da se napravi alat koji će po svom izgledu i funkcionalnosti podsećati na već postojeće mokap alate, čija će skica biti iskoristiva u toku celog procesa razvoja softverskog proizvoda kao podloga za automatsko generisanje koda poslovnih aplikacija. 2. OPIS REŠENJA Rešenje se sastoji iz tri velike celine (Slika 1). Prva celina predstavlja grafički editor (kroki.app) koji manipuliše elementima strukture druge celine (kroki.profil). NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bila dr Gordana Milosavljević. Slika 1 Struktura rešenja 2.1 Biblioteka komponenti korisničkog interfejsa (kroki.mockup) Osnovna uloga biblioteke komponenti korisničkog interfejsa jeste prikaz komponenti tj. njihovo iscrtavanje, prostorno raspoređivanje kao i promena veličine, fonta i njihove boje. Ona je nezavisna od ostatka razvijanog sistema tako da se njena primena ne mora završiti u ovom radu. Njene osnovne klase Component i Composite definišu strukturu gradivnih elemenata grafičkog korisničkog interfejsa. Klasa GraphElement definiše stilove njihovog iscrtavanja dok je klasa ElementPainter zadužena za iscrtavanje. Komponente korisničkog interfejsa podržane od strane sistema su: TextField, TextArea, RadioButton, CheckBox, ComboBox, Button, Link i Panel. Svaka od komponenti ima svoju klasu zaduženu za iscrtavanje i ona predstavlja naslednicu klase ElementPainter. Klasa LayoutManager ima ulogu u automatskom raspoređivanju komponenti unutar neke složene komponente. Kriterijum po kojem se vrši automatsko raspoređivanje komponenti je definisan u njenim klasama naslednicama. Na slici 2 prikazan je deo modela biblioteke komponenti. 1600

109 2.2.2 Paneli VisibleClass (slika 4) je klasa koja se preslikava na panel u okviru korisničkog interfejsa aplikacije. Ona je osnovna klasa i nju nasleđuju dve vrste panela podržane od strane ovog sistema a to su StandardPanel i ParentChildPanel. StandardPanel predstavlja klasu koja se preslikava na standardni panel čiji su izgled i funkcionalnost definisani internim HCI standardom [3]. Klasa ParentChild modeluje složeni panel čiji su sastavni paneli organizovani u stablo, na način definisan HCI standardom. Paneli u okviru hijerarhije mogu biti elementarni paneli ili drugi ParentChild paneli. Slika 2 Biblioteka komponenti (deo modela) 2.2 UML profil (kroki.profil) UML profil predstavlja specijalizaciju UML-a kao jezika za modelovanje opšte namene u cilju prilagođavanja nekom specifičnom domenu primene, platformi ili metodologiji [1]. Zbog toga je potrebno definisati metamodel na koji se UML profil oslanja. Elementi metamodela koji su potrebni u implementaciji profila definisani su uz oslonac na UML Core::Basic biblioteku koja je deo UML 2.3 infrastrukture [2]. Oni su realizovani kao interfejsi koji deklarišu metode za pribavljanje i podešavanje vrednosti obeležja koja su definisana unutar klasa elemenata UML profila. Na taj način omogućeno je da se elementi UML profila mogu ponašati i kao elementi metamodela čiju specijalizaciju predstavljaju. Slika 4 Paneli Vidljiva obeležja Na slici 5 prikazana su vidiljiva obeležja definisana u okviru UML profila Osnovni elementi Osnovni elementi UML profila prikazani su na slici 3. Slika 5 Vidljiva obeležja Klasa VisibleProperty označava obeležje klase VisibleClass vidljivo u okviru panela dodeljenog klasi putem pridružene komponente korisničkog interfejsa. Klasa Aggregated označava agregirano obeležje, tj. obeležje čija se vrednost računa primenom funkcije za agregaciju nad definisanim skupom vrednosti izabranog Slika 3 Osnovni elementi UML profila obeležja. Klasa Calculated označava kalkulisano obeležje, tj. obeležje čija se vrednost računa primenom Klasa VisibleElement predstavlja osnovni element korisničkog interfejsa poslovnih aplikacija. Ona je povezana sa druge klase. Klasa Persistent označava perzistentno zadate formule nad izabranim obeležjima date ili neke klasom Component iz biblioteke kroki.mockup koja joj obeležje vidljivo u okviru korisničkog interfejsa aplikacije omogućava iscrtavanje u okviru grafičkog editora. čija pridružena komponenta korisničkog interfejsa 1601

110 omogućava pregled, ažuriranje i/ili pretragu njegove vrednosti Grupisanje elemenata Klasa ElementsGroup (slika 6) označava obeležje klase VisibleClass koje se koristi za grupisanje njenih elemenata (obeležja, metoda, veza), formirajući na taj način semantičke celine koje se preslikavaju na grupe komponenti korisničkog interfejsa u okviru panela pridruženog klasi. složenu poslovnu transakciju koja se implementira kao uskladištena procedura ili kao metoda u srednjem sloju nekog troslojnog rešenja Vidljivi krajevi asocijacije Apstraktna klasa VisibleAssociationEnd (Slika 8) predstavlja navigabilno obeležje koje pripada binarnoj asocijaciji uspostavljenoj između dve VisibleClass-e. Definiše odnos između panela pridruženog klasi koja je vlasnik obeležja i panela koji pripada klasi na drugom kraju asocijacije (koja je tip obeležja). Slika 6 Grupisanje elemenata Vidljive metode Na slici 7 prikazane su vidljive metode iz UML profila. Slika 8 Vidljivi krajevi asocijacije Klasa Zoom označava da odredišni panel ima ulogu zoom forme za potrebe aktivacionog panela, na način definisan HCI standardom. Klasa Next označava da odredišni panel ima ulogu next forme za potrebe aktivacionog panela, na način definisan HCI standardom. Klasa Hierarchy označava da odredišni panel ima ulogu elementa hijerarhije u okviru Parent-Child aktivacionog panela na način definisan HCI standardom. Odredišni panel može biti ili standardni panel ili drugi Parent-Child panel Poslovni podsistemi Klasa BussinesSubsystem (Slika 9) se koristi za definisanje poslovnih podsistema i referata, na način definisan HCI standardom. Slika 9 Poslovni podsistemi Perzistencija podataka Slika 7 Vidljive metode Klasa VisibleOperation označava metodu klase VisibleClass sa pridruženom komponentom korisničkog interfejsa (dugmetom) koja omogućava njeno aktiviranje od strane korisnika. Apstraktna klasa BussinesOperation označava metodu koja putem komponente korisničkog interfejsa omogućava aktiviranje pridružene perzistentne metode. Perzistentna metoda implementira neku aktivnost iz poslovnog domena aplikacije (knjiženje, fakturisanje, prikaz izveštaja i sl). Klasa Report označava metodu za pokretanje izveštaja realizovanog nekim od raspoloživih alata za kreiranje izveštaja. Klasa Transaction označava 1602 Slika 10 Perzistencija podataka

111 Struktura koja omogućava modelovanje perzistentnih podataka (slika 10) poseduje sledeće klase: perzistentnu klasu, perzistentno obeležje, perzistentne tipove podataka i perzistentne operacije (procedure ili metode smeštene u okviru sloja koji obezbeđuje perzistenciju podataka). 2.3 Grafički editor (kroki.app) Glavni prozor editora (slika 11) sastoji se iz sledećih celina: Glavni meni (main menu) Toolbar Stablo sistema i podsistema (tree) Prostor rezervisan za podešavanja Paleta komponenti i akcija Prostor za skiciranje ekranskih formi Slika 11 Glavni prozor editora Glavni meni nalazi se u gornjem delu glavnog prozora i sadrži najvažnije komande. Toolbar je linija sa komandama koja se nalazi ispod glavnog menia. Akcije sa toolbara su akcije koje se najčešće koriste pa su smeštene na vidnom mestu i označene ikonicom tako da korisnik može lako da ih pronađe, prepozna i primeni. Hijerarhijska struktura poslovnih sistema/posistema i njhovog saržaja predstavljena je stablom koje se nalazi u gornjem, levom delu glavnog prozora aplikacije. Donji, levi ugao glavne forme zauzimaju paneli za podešavanja vrednosti obeležja komponenti korisničkog interfejsa. U zavisnonsti od toga kojeg je tipa trenutno označena komponenta, prikazuje se panel definisan za taj tip komponente. Panel za podešavanja organizovan je u dva jezička (tab-a). Na prvom jezičku vrše se podešavanja osnovnih (basic) obeležja komponenti kao što su labela i obeležja preko kojih se definišu boje i način prikazivanja ili raspoređivanja komponenti. Drugi jezičak (intermediate) je rezervisan za obeležja definisana u UML profilu pomoću kojeg se vrši detaljnija specifikacija komponenti ekranskih formi korisničkog interfejsa. Paleta komponenti i akcija smeštena je u desnom delu glavnog prozora aplikacije. Na paleti nalaze se komandna dugmad raspoređena u dve grupe. Prva grupa (Components) obuhvata dugmad pomoću kojih se vrši dodavanje elemenata korisničkog interfejsa unutar ekranske forme. Druga grupa (Actions) obuhvata komandna dugmad pomoću kojih se vrši transformacija postojećih elemenata sa ekranske forme u neke druge elemente. Centralni i najveći deo glavne forme zauzima prostor na kojem se vrši skiciranje ekranskih formi korisničkog interfejsa (canvas). Svaka ekranska forma dobija svoj canvas u okvuru posebnog jezička (tab-a) sa naslovom u okviru kojeg se prikazuje naziv ekranske forme. Prostor za skiciranje ekranskih formi je ograničene veličine a kretanje vidnog polja (viewport-a) vrši se pomoću vertikalnih i horizontalnih klizača (scrollbars). 4. ZAKLJUČAK Rešenje opisano u ovom radu predstavlja podlogu za dalji razvoj alata za grafičku specifikaciju poslovnih aplikacija. Kao takvo podržava niz funkcionalnosti dovoljan da se na jednostavan i intuitivan način izvrši specifikacija osnovnih tipova ekranskih formi poslovnih aplikacija koji se u praksi i najčešće sreću. Njegov jednostavan način korišćenja omogućava širokom spektru korisnika učestvovanje u samom procesu izrade poslovnih aplikacija. Krajnji korisnici sa osnovnim znanjima iz oblasti računarstva mogu na lak način da skiciraju ekranske forme iz domena njihovog poslovanja. U proces se mogu uključiti dizajneri, manadžeri kao i članovi razvojnog tima koji bi početni model (skicu) proširivali informacijama dok se model ne upotpuni i ne zadovolji potrebe klijenata. Kao takav, model se može iskoristiti kao podloga za generator ekranskih formi poslovnih aplikacija, klasa koje sačinjavaju njihov srednji sloj, skripte za bazu podataka i sl. Jos jedna od mogućnosti njegovog iskorišćenja jeste kao podloga za interpreter koji bi izvršio simulaciju rada specificiranog poslovnog sistema. 5. LITERATURA [1] Tomas Stahl and Marcus Volter - Model-Driven Software Development, 2006 [2] OMG Unified Modeling LanguageTM (OMG UML), Infrastructure, May 2010 [3] G. Milosavljević Prilog metodama brzog razvoja adaptivnih poslovnih informacionih sistema, 2010 [4] José Matías Rivero, Gustavo Rossi, Julián Grigera, Juan Burella, Esteban Robles Luna - From mockups to user interface models: An extensible model driven approach Kratka biografija Vladan Marsenić rođen je godine u Kotoru, Republika Crna Gora godine upisao se na Fakultet tehničkih nauka, odsek Računarstvo i automatika. Osnovne akademske studije je završio godine i iste godine upisao diplomske akademske studije na istom odseku. Položio je sve ispite predviđene planom i programom sa prosekom ocena 9,

112 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: PRIMENA GENETSKOG ALGORITMA U REŠAVANJU BIN-PACKING PROBLEMA USING GENETIC ALGORITHMS FOR SOLVING BIN-PACKING PROBLEMS Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj U ovom radu predstavljeni su algoritmi za rešavanje problema pakovanja. Opisan je način funkcionisanja svakog pojedinačnog algoritma i predstavljeni su rezultati izvršavanja algoritama nad ulaznim sekvencama objekata, kao i upotreba genetskog algoritma u cilju postizanja što boljih rezultata. Abstract This paper describes algorithms for solving bin packing problems. Algorithms implementation and results each algorithm achieves on given input object sequence are also described, as well as usage of genetic algorithm in order to achieve better results. Ključne reči: Algoritmi za pakovanje, genetski algoritam, optimizacija 1. UVOD Algoritmi pakovanja u kutije (eng. Bin Packing Algorithms) su algoritmi koji se svrstavaju u grupu kombinatornih NP-teških problema. Klasa NP problema se u teoriji kompleksnosti definiše kao skup problema odlučivanja koji su rešivi na nedeterminističkoj Tjuringovoj mašini u polinomijalnom vremenu (polinomijalno vreme se odnosi na vreme izračunavanja problema koje je ograničeno odozgo polinomijalnom funkcijom veličine problema N). [1] Ovi algoritmi rešavaju problem pakovanja objekata različite zapremine u konačan broj kutija konačne zapremine. Njihov cilj je da se paokovanje obavi sa što manjim brojem iskorišćenih kutija. Problemi pakovanja se dele na jedno-, dvo- i trodimenzionalne (1D, 2D i 3D) probleme. Podela je izvršena na osnovu broja dimenzija objekata koje se uzimaju u obzir prilikom njihovog pakovanja. Algoritme za pakovanje je moguće podeliti na trenutne (eng. Online Algorithms) i naknadne algoritme (eng. Offline Algorithms). Razlika u ove dve grupe algoritama je u tome što trenutni algoritmi nisu svesni svih objekata na ulazu u momentu izvršavanja, i svaki novopridošli objekat smeštaju u kutije, bez znanja koji objekat sledi iza njega, dok su naknadni algoritmi svesni svih objekata sa ulaza pre početka izvršavanja, tako da imaju potencijal da pronađu bolje načine pakovanja od trenutnih algoritama. Algoritmi za rešavanje 1D problema teže da maksimalno iskoriste skladište u koje se smeštaju i minimizuju neiskorišćeni prostor. Uglješa Erceg, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad 2D algoritmi u ovom radu su realizovani kao polični algoritmi, što znači da oni pakuju pravougaonike sa ulaza po dužini ploče u police čija je visina određena prvim pravougaonikom smeštenim na tu policu. Ti algoritmi se trude da minimizuju iskorišćenu dužinu na svakoj polici. 3D algoritmi pakuju kutije u skladišta po nivoima i njihov zadatak je da minimizuju iskorišćenost dužine i širine po nivou. Nakon popunjavanja nivoa, za visinu celog nivoa se proglasi visina najviše kutije na njemu i kreće se sa popunjavanjem novog nivoa. U ovom radu su za rešavanje sva tri problema pakovanja realizovana 4 algoritma za pakovanje, u trenutnoj i naknadnoj izvedbi. To su Next Fit (NF), First Fit (FF), Best Fit (BF) i Worst Fit (WF) algoritmi. Primer njihovog funkcionisanja će biti prikazan u slučaju 1D problema na ulaznoj sekvenci podataka sa težinama S = {0.2, 0.5, 0.4, 0.7, 0.1, 0.3, 0.8}. Kod 2D problema pakovanja je realizovan i trenutni algoritam Bottom Left (BL) koji nema svoj naknadni ekvivalent. NF algoritam funkcioniše tako da svaki novopridošli objekat pokušava da smesti u trenutnu kutiju. Ukoliko u tome ne uspe, ta kutija biva zavorena za svako buduće dodavanje i otvara se nova kutija u koju se smešta objekat. Mana ovog algoritma je što zatvaranjem kutija stvara potencijalno mnogo neiskorišćenog prostora. Slika 1 Način pakovanja trenutnog Next Fit algoritma FF algoritam ne vrši zatvaranje kutija poput NF algoritma, već su sve iskorišćene kutije uvek potencijalni kandidati za smeštanje novopridošlih objekata. Ovaj algoritam vrši pretragu kutije, počev od prve upotrebljene, gde trenutni objekat može da se smesti. Čim pronađe prvu kutiju, objekat biva smešten u nju. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio prof. dr Filip Kulić, vanredni prof. Slika 2 Način pakovanja trenutnog First Fit algoritma 1604

113 BF algoritam funkcioniše na sličnom principu kao i FF algoritam, s tim što ne smešta objekat u prvu kutiju u koju se on može smestiti, već u onu kutiju u kojoj će ostati najmanje neiskorišćenog prostora nakon smeštanja trenutnog objekta. [2] Slika 3 Način pakovanja trenutnog Best Fit algoritma WF funkcioniše kao i BF algoritam, s tim što kutija u koju objekat biva smešten je takva da je smeštanjem tog objekta u toj kutiji ostalo najviše neiskorišćenog prostora. Slika 4 Način pakovanja trenutnog Worst Fit algoritma BL algoritam (koji je realizovan samo za 2D problem pakovanja) funkcioniše tako što se trudi da svaki pravougaonik smesti što je više moguće na dno ploče i nakon toga što više u levo. Ovaj algoritam ne pakuje pravougaonike po plolicama kao prethodni dvodimenzionalni algoritmi, već se trudi da sve pravougaonike iz ulazne sekvence smesti na što manju površinu na ploči. Za očekivati je da ovaj algoritam pokaže najbolje performanse od svih 2D algoritama pakovanja, jer polični algoritmi u ovakvoj izvedbi vode računa prvenstveno o iskorišćenosti dužine police, dok se sa stanovišta visine vodi računa samo o tome da pravougaonik fizički može da stane na policu, što može da dovede do različitih neiskorišćenih površina. [3] Naknadne realizacije algoritama pakovanja funkcionišu tako što se objekti na ulazu sortiraju u nerastući niz po nekom kriterijumu i nakon toga se izvrše ekvivalentni trenutni algoritmi. Kriterijumi sortiranja ulaznih objekata su: 1D težine objekata, 2D visina pravougaonika, 3D visina kutije, pa zatim širina kutije. Svaki od pomenutih algoritama su heuristički algoritmi, što znači da oni pronalaze rešenje među svim mogućim rešenjima, ali ne garantuju da će najbolje rešenje biti pronađeno, te se s toga smatraju aproksimacionim, a ne preciznim algoritmima. Precizan algoritam bi predstavljao algoritam koji vrši detaljnu pretragu svih mogućih kombinacija pozicija objekata sa ulaza i da pri tome izvršava nad tom kombinacijom neki od pomenutih algoritama. [4] Međutim, ovaj algoritam za broj objekata na ulazu veći od 11 već postaje veoma zahtevan sa stanovišta računarskih resursa za izvršavanje. Zbog ovog ograničenja, u ovom radu je iskorišćen genetski algoritam u cilju poboljšanja rezultata dobijenih trenutnim implementacijama pomenuta četiri algoritma. U sklopu ovog projekta je realizovana programska podrška u vidu tri programske biblioteke od kojih svaka sadrži realizacije algoritama za rešavanje 1D, 2D odnosno 3D problema pakovanja. 2. GENETSKI ALGORITAM Genetski algoritam (GA) spada u grupu heurističkih algoritama za pretragu koji oponašaju procese prirodne evolucije. GA algoritmi spadaju u jednu dosta širu grupu poznatu pod nazivom evolucioni algoritmi, koji pronalaze rešenja optimizacionih problema koristeći principe prirodne evolucije kao što su nasleđe, mutacija, selekcija i ukrštanje. [5] [6] Jedinka u implementaciji GA je predstavljena jednom od kombinacija objekata sa ulaza. Računjanje pogodnosti jedinke se vrši jednom od četiri kriterijumske funkcije koje predstavljaju trenutne implementacije NF, FF, BF i WF algoritama. Selekcija roditelja iz trenutne generacije se vrši nasumičnim odabirom. Ukrštanje jedinki se obavlja na sledeći način: - nasumično se odabere određeni broj indeksa gena (korisnik može da bira ovaj broj prilikom pokretanja algoritma) - na tim ineksima u jedinci se preuzmu geni sa tih pozicija iz jednog roditelja - utvrdi se koji su geni iskorišćeni i oni neće biti uzeti u razmatranje u drugom roditelju - preostali geni se uzimaju od drugog roditelja u redosledu u kojem su poređani i popunjavaju se s leva na desno na preostala mesta u jedinki koja se formira Proces ukrštanja u ovom radu je realizovan tako da ukrštanjem dva roditelja uvek nastaje samo jedna jedinka. Kriterijum zaustavljanja rada GA je zadati broj populacija koje algoritam treba da prođe. Parametri rada GA (broj jedinki u populaciji, broj generacija, faktor mutacije, broj elitnih jedinki i broj tačaka ukrštanja) su podesivi prilikom poziva metoda koje izvršavaju GA, tako da je moguće variranjem parametara algoritma poboljšati dobijene rezultate. 3. TESTIRANJE I REZULTATI Algoritmi za rešavanje 1D problema pakovanja su testirani nad ulaznom sekvencom od 1000 objekata sa težinama na intervalu (0, 1], a kapacitet kutije je 1. Slika 5 Rezultati 1D algoritama pakovanja 1605

114 Na slici 5 prikazan je uporedni odnos rezultata rada trenutnih, naknadnih i genetskih 1D algoritama u odnosu na teorijski optimum minimalnog broja iskorišćenih kutija. U tabeli 1 predstavljene su brojne vrednosti rezultata 1D algoritama pakovanja sa slike 5: broja generacija i broja elitnih jedinki u populaciji postiže poboljšavanje rada GA. Treba imati u vidu da se povećavanjem vrednosti prva dva parametara znatno povećava i vreme potrebno za izvršavanje samog algoritma, dok u slučaju trećeg parametra se vreme izvršavanja zanemarljivo povećava. Trenutni Naknadni GA OPT NF 1D FF 1D BF 1D WF 1D Tabela 1 Rezultati rada 1D algoritama Eksperimentalno je potvrđeno da NF daje najlošije rezultate od četiri trenutna algoritma pakovanja. Zbog svoje osobine da vrši zatvaranje kutija, količina neiskorišćenog prostora u slučaju ovog algoritma je najveća. BF algoritam je očekivano dao najbolje rezultate zahvaljujući svojoj osobini da se izvršava tako da minimizuje preostali prostor u postojećim kutijama. FF algoritam je dao nešto lošije rezultate od BF algoritma, što je bilo i očekivano, a poput BF algoritma znatno bolje rezultate od NF algoritma zbog toga što ne vrši trajno zatvaranje kutija tokom svog izvršavanja. WF je u slučaju ove ulazne sekvence dao znatno lošije rezultate od BF i FF algoritama, što ne mora uvek da bude slučaj. Međutim, osobenost WF algoritma je ta da je popunjenost iskorišćenih kutija poprilično uravnotežena, tako da ako je za neki konkretan problem ta uravnoteženost od značaja, WF algoritam je pravi izbor za taj problem. Iz dobijenih rezultata se vidi značajno poboljšanje dobijenih rezultata naknadnih algoritama u odnosu na njihove trenutne ekvivalente. Poboljšanje rezultata u sva četiri slučaja je očekivano s obzirom na činjenicu da naknadni algoritmi poznaju unapred ulaznu sekvencu objekata, a uz to su naknadni algoritmi u ovom radu implementirani tako što je ulazna sekvenca objekata sortirana po težinama u nerastućem nizu, tako da je to imalo dodatni efekat na optimizaciju pakovanja objekata u kutije. U poređenju rezultata rada se vidi da je GA postigao bolje performanse od trenutnih algoritama. GA je za BF algoritam postigao podjednako dobre rezultate kao i naknadni algoritam, dok je za preostale algoritme postigao lošije rezultate. Treba imati u vidu da je GA izvršavan za nasumičan odabir parametara algoritma i da ne mora da znači da je naknadni algoritam uvek bolji ili podjednako dobar kao on. Variranjem parametara GA je moguće uticati na rezultate rada tog algoritma. Parametri koji imaju najviše uticaja na rezultate, ali i na dužinu izvršavanja samog algoritma, su broj jedinki u populaciji i zadati broj generacija kroz koje algoritam mora da prođe. Imajući u vidu prirodu GA, pod pretpostavkom da se tokom njegovog izvršavanja neće desiti zapadanje u lokalni minimum, veće vrednosti pomenuta dva parametra bi trebala da dovedu do boljih rezultata rada GA. Na slikama 6, 7 i 8 prikazana je promena rezultata koje postiže jednodimenzionalni NF algoritam u zavisnosti od različitih vrednosti parametara GA. Na osnovu rezultata prikazanih na slikama 6, 7 i 8 se zaključuje da se povećanjem broja jedinki u populaciji, 1606 Slika 6 GA (NF) za različiti broj jedinki u populaciji Slika 7 GA (NF) za različit broj generacija Slika 8 GA (NF) za različit broj elitnih jedinki Algoritmi za rešavanje 2D problema pakovanja su testirani nad ulaznom sekvencom od 1000 pravougaonika sa dužinama stranica iz intervala (0, 10], dok su dimenzije ploče 10x2500. Algoritmi su poređeni na osnovu iskorišćene visine ploče prilikom smeštanja sekvence pravougaonika sa ulaza. Rezultati rada trenutnih, naknadnih i genetskih algoritama za rešavanje 2D problema pakovanja su prikazani na slici 9, a brojne vrednosti rezultata predstavljene u tabeli 2. Interesantan podatak koji se može uočiti je taj da je od preostala tri trenutna algoritma (FF, BF i WF) najlošije

115 performanse dao BF algoritam koji je u rešavanju 1D problema dao ubedljivo najbolje rezultate. Problem sa BF algoritmom u rešavanju problema pakovanja pravougaonika na ploču je taj što on, težeći da minimizuje neiskorišćenu dužinu police, dovodi do toga da će se na mnoštvu polica naći male neiskorišćene pravougaone površine koje su toliko male da ni jedan od pravougaonika koji pristižu na ulaz ne može biti smešten u njih. ovde nije slučaj, već se GA ponaša kao i slučaju jednodimenzionalnog problema. To znači da je i za ovaj slučaj potrebno da GA prođe više kombinacija objekata na ulazu da bi davao podjednako dobre ili bolje rezultate od naknadnih algoritama. Zaključuje se da je sortiranje po širini i nakon toga po visini u slučaju trodimenzionalnog problema pakovanja dovoljno dobar kriterijum za naknadni algoritam da u većini slučajeva daje bolje rezultate od GA. Slika 9 Rezultati 2D algoritama pakovanja Trenutni Naknadni GA OPT NF 2D FF 2D BF 2D WF 2D Tabela 2 Rezultati rada 2D algoritama Algoritmi za pakovanje su često primenjivani u organizaciji računarske memorije i u toj oblasti je, takođe, poznat ovaj problem koji se ispoljava kod primene BF algoritma. Ovaj problem je poznat kao problem fragmentacije. Iz tog razloga (a bez primene optimizacija orginalnog BF algoritma) BF algoritam u ovom slučaju daje lošije rezultate u odnosu na FF i WF algoritam. BL algoritam je dao rezultat od 3148, što je svega 0.4% više od teorijskog optimuma. Primena GA na 2D problem pakovanja postiže bolje rezultate u slučaju FF i WF algoritama, što znači da sortiranje ulazne sekvence pravougaonika po visini nije kriterijum koji će pretežno dovesti do boljih rezultata izvršavanja naknadnih algoritama u odnosu na genetske. Algoritmi za rešavanje 3D problema pakovanja su testirani nad ulaznom sekvencom od 100 kutija sa dužinama stranica iz intervala (0, 10], dok su dimenzije skladišta 10x10x500. Poređeni su na osnovu iskorišćene zapremine skladišta prilikom smeštanja ulazne sekvence. Rezultati rada trenutnih, naknadnih i genetskih algoritama za rešavanje 3D problema pakovanja su prikazani na slici 10, a brojne vrednosti rezultata predstavljene u tabeli 3. Trenutni Naknadni GA OPT NF 3D FF 3D BF 3D WF 3D Tabela 3 Rezultati rada 3D algoritama Za razliku od dvodimenzionalnog problema gde je GA davao negde i bolje rezultate od naknadnih algoritama, to 1607 Slika 10 Rezultati 3D algoritama pakovanja 4. ZAKLJUČAK U ovom radu su predstavljeni osnovni principi problema pakovanja, kao i realizacije algoritama za njihovo rešavanje. Realizacije 1D i 2D algoritama postižu čak dovoljno dobre rezultate i za potencijalnu primenu za rešavanje nekih realnih problema, dok 3D algoritmi trebaju da budu dodatno optimizovani za neku ozbiljniju primenu. Ovaj rad predstavlja dobru osnovu i polazište za svakoga ko želi da vrši optimizacije postojećih algoritama ili realizuje neki sopstveni algoritam za pakovanje. 5. LITERATURA [1] D. Hochbaum, Approximation Algorithms for NP-Hard Problems, Newsletter, ACM SIGACT News, Volume 28, Issue 2, 40-52, June [2] M. Iori, S. Martello, M. Monaci, Metaheuristic algorithms for the strip packing problem, in P. M. Pardalos, V. Korotkikh, Eds., Optimization and Industry: New Frontiers, Kluwer Academic Publishers, Boston, MA, , [3] D. S. Johnson, Bin Packing & The Traveling Salesman Problem, Case Study, AT&T Labs Research, 2010 [4] J.A. Anderson Diskretna matematika sa kombinatorikom, Prentice Hall, [5] M. Mitchell, An Introduction To Genetic Algorithms, Cambridge, MA: MIT press, [6] F. Kulić, skripte za nastavu iz predmeta Inteligentni upravljački sistemi, FTN, Novi Sad Kratka biografija: Uglješa Erceg rođen je u Novom Sadu god. Diplomski master rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Elektrotehnike i računarstva automatika i upravljanje sistemima odbranio je god.

116 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: 007:004 SISTEM ZA PODRŠKU PRAĆENJA STRUČNOG USAVRŠAVANJA NASTAVNIKA SYSTEM FOR TEACHER ADVANCEMENT TRACKING Kalina Pavlović, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj U ovom radu je prikazana WEB aplikacija implementirana pomoću Python programskog jezika i njegovog Django framework-a, za praćenje stručnog usavršavanja nastavnika. Abstract This paper presents WEB aplication implemented in Python program language and with Django framework. It enables tracking of teacher advancement. Ključne reči: WEB aplikacija, Python, Django 1. UVOD U ovom radu će ukratko biti opisana web aplikacija za praćenje stručnog usavršavanja nastavnika u okviru ŠOSO Milan Petrović. Postoje različite tehnologije za implementaciju web aplikacija, a u ovom radu će biti prikazana implementacija rešenja pomoću programskog jezika Python i njegovog Django okvira za razvoj (framework). Zahtevi koji se postavljaju pred aplikaciju su da omogući svakom zaposlenom radniku unos i pregled sledećih podataka: ličnih podataka, stručne biografije (kretanje u službi, zvanja, diplome), licencirana i nelicencirana stručna usavršavanja (seminari, edukacije) i publikacije u čijem kreiranju je zaposleni učestvovao (radovi na konferencijama i u časopisima, monografije, udžbenici, projekti i sl). Pomenuti zahtevi su izolovani u razgovoru sa predstavnikom zaposlenih iz ŠOSO Milan Petrović i analizom strukture njihovih dokumenata. Pošto aplikacija treba da podržava katalogizaciju različitih vrsta publikacija, analizirani su postojeći sistemi koji se bave katalogizacijom. Ti sistemi su navedeni, a neki od njih su i opisani u daljem tekstu. Prikaz specifikacije sistema za praćenje usavršavanja nastavnika i načina na koji se problem rešavao je takođe opisan u daljem tekstu ovog rada, kao što je prikazan i način rada Django okvira za razvoj. 2. PRIKAZ STANJA U OBLAST U okviru ovog poglavlja je dat prikaz nekih postojećih sistema koji omogućavaju katalogizaciju digitalnih sadržaja. Poseban akcenat je stavljen na digitalne biblioteke koje se koriste za katalogizaciju radova. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz diplomskog-master rada čiji mentor je bila doc. dr Gordana Milosavljević Digitalne biblioteke Digitalna biblioteka (digital library) je biblioteka u kojoj se radovi čuvaju u digitalnom formatu i dostupni su putem računara. Prednost digitalnih biblioteka je ta što se mogu čuvati različiti tipovi publikacija, koje se skladište na odgovarajući način, a posle pretraga tih publikacija je laka i brza zbog načina na koji su skladišteni i klasifikovani. Obične biblioteke su ograničene mestom za skladištenje radova, dok digitalne biblioteke nemaju ta ograničenja. Troškovi održavanja digitalnih biblioteka su mnogo manji od troškova održavanja tradicionalnih biblioteka. Korisnici digitalnih biblioteka ne moraju fizički ići u biblioteku, već mogu pretraživati sadržaj radova iz celog sveta pomoću računara u svako doba dana i noći. Korisnici lakše mogu pretraživati radove. Očigledno je da digitalne biblioteke, sa svojim načinom čuvanj radova, pružaju korisnicima veće mogućnosti [1]. Postoje različiti softveri specijlizovani za razvoj, održavanje i upravljanje digitalnim bibliotekama. Neki od njih su: Alfresco, Biblical software, CONTENTdm, Digital Commons, DSpace, EPrints, Expanded Books, Fedora Commons, Greenstone, IntraText, Invenio, Islandora, KnowledgeTree, Logos Bible Software, Olive Tree Bible Software, SimpleDL i SobekCM DSpace sistem digitalnih biblioteka DSpace digitalna biblioteka omogućava kreiranje, indeksiranje i pronalaženje različitih oblika digitalnog sadržaja. Lako se prilagođava različitim potrebama. Postoji nekoliko razloga zbog kojih je ovo softversko rešenje dobro izabrati: 1. Softver otvorenog koda, koji se može proširivati i prilagođavati sopstvenim potrebama 2. Omogućava otvoren pristup sadržaju 3. Kolekcije su dostupne za pretraživanje putem interneta 4. Naučni materijali su dostupni u digitalnim formatima Glavne karakteristike DSpace sistema su: 1. Lucene [2] pretraživač i query language (jezik za postavljanje upita bazi podataka) 2. Handle system (sistem za rukovanje sadržajem) 3. OAI-PMH (Open Archives Initiative Protocol for Metadata Harvesting) protokol koji se koristi za prikupljanje podataka koji predstavljaju opis dokumenata koji se čuva u digitalnoj biblioteci Lucene pretraživač omogućava pretragu skladištenih podataka na sledeći način: 1608

117 Pretraga se vrši na osnovu unetog tačnog izraza koji se nalazi u nekom od skladištenih dokumenata Pretraga se vrši na osnovu vrednosti nekog polja koje dokument sadrži Prilikom pretrage dokumenta se mogu koristiti takozvani džoker znaci Fazi pretraga se takođe koristi za pretraživanje skladištenih dokumenata. Rezultat ove pretrage će vratiti sve dokumente koji sadrže traženu reč ili sadrže neku reč koja je slična traženoj reči Blizinska pretraga za rezultat vraća dokumente u kojima se fraze ili reči iz upita nalaze u neposrednoj blizini u dokumentu Pretraga dokumenata po opsegu vraća dokumente koji u svom sadržaju imaju tekst iz opsega koji je naveden u uslovu pretrage Bulova pretraga se koristi za bulove upite, odnosno ukoliko želimo da vršimo pretragu po I, ILI i NE uslovima EPrints sistem digitalnih biblioteka EPrints je softver razvijen od strane univerziteta u Sautemptonu u Engleskoj. Namenjen je za kreiranje visoko konfigurabilnih repozitorijuma. Često se koristi kao arhiva za istraživačke radove, ali se takođe koristi i za čuvanje slika, audio i video zapisa, kao i svih drugih formata koji se mogu čuvati u digitalnom formatu [3]. Institucioni repozitorijum Tasmania univerziteta je razvijen na Eprints sistemu. Korisnički interfejs omogućava korisnicima različite načine pretraživanja sadržaja. Slika 1 prikazuje osnovni način pretraživanja sadržaja u institucionom repozitorijumu Tasmania univerziteta Dijagrami slučajeva korišćenja Use case dijagram(dijagram slučajeva korišćenja) je jedan od UML dijagrama koji predstavlja grafički prikaz interakcije korisnika i sistema. Aplikacija podržava tri različite korisničke grupe. Prva grupa je administrator, koji ima mogućnost unosa i izmene novih korisnika, kao i pregleda i izmene podataka korisnika. Administrator takođe dodeljuje prava unetim korisnicima, rasporedom u jednu od dve preostale grupe. Ukoliko korisnik treba da ima mogućnost unosa samo svojih podataka, raspoređuje se u drugu grupu običan korisnik. Treća korisnička grupa podrazumeva da korisnik, pored prava unosa svojih podataka (kao i prethodni tip korisnika) ima i pravo održavanja zajedničkih šifarnika npr: unos novog naseljenog mesta, države, institucije, zvanja, organizacione jedinice i sl. Na slici 2 je prikazan dijagram slučajeva korišćenja za administratora, koji prikazuje prava koja administrator ima u sistemu. Slika 2. Dijagram slučajeva korišćenja za administratora Dijagram slučajeva korišćenja za korisnika iz druge grupe koji ima samo pravo unosa svojih podataka je prikazan na slici 3 i to je drugi tip korisnika. Slika 1. Osnovni način pretraživanja sadržaja u institucionom repozitorijumu Tasmania univerziteta Drugi način na koji korisnici mogu pretraživati radove u pomenutom repozitorijumu je tako što korisnik traži spisak svih autora, a zatim izabere autora čije radove želi da pretražuje. Takođe, postoji mogućnost pretraživanja radova po godini kad je rad objavljen, kao i po kolekciji kojoj rad pripada. U svakom momentu, korisnik može dobiti listu radova, gde se na početku liste nalaze radovi koji su najkasnije objavljeni. 3. SPECIFIKACIJA SISTEMA Razvoj svakog softverskog rešenja se sastoji iz više faza. Nakon što se zahtevi korisnika detaljno analiziraju, projektanti modeluju sistem. Za projektovanje je korišćen UML (Unified Modeling Language) objedinjeni jezik za modelovaje. Slika 3. Dijagram slučajeva korišćenja za drugi tip korisnika Treći tip korisnika aplikacije ima sva prava kao i osnovni, odnosno drugi tip korisnika, s tim što ima još i pravo ažiriranja zajedničkih šifarnika. Dodatna prava tog korisnika su prikazana na slici

118 Django omogućava pristup relacionim bazama podataka u vidu objektno-relacionog mapera (ORM). Poslovna logika se može implementirati upotrebom Python programskog koda, a uz pomoć šablona je moguće generisati stranice aplikacije odnosno prezentacioni sloj. Slika 4. Dijagram slučajeva korišćenja za treći tip korisnika 3.2. Konceptualni model Konceptualni model prikazuje entitete i veze u okviru sistema (podloga za automatsko generisanje šeme baze podataka). Na slikama 5, 6, i 7 je prikazan konceptualni model za sistem za podršku praćenja napredovanja nastavnika. Slika 6. Deo konceptualnog modela sa modelovanim vrstama publikacija Slika 5. Deo konceptualnog modela sa osnovnim podacima korisnika 4. IMPLEMENTACIJA SISTEMA 4.1. Django okvir za razvoj Django je okvir za razvoj WEB aplikacija (framework), pisan na programskom jeziku Python, koji sledi MVC (Model View Contoller) pristup programiranju. On raspolaže velikim brojem raznih dodataka, koji omogućavaju brži razvoj WEB aplikacija, kao i CRUD (Create, Read, Update, Delete) administrativnim interfejsom koji se dinamički generiše i konfiguriše preko admin modela. Korisnicima omogućava brz razvoj aplikacija sa visokim performansama i čistim kodom [4] Slika 7. Deo konceptualnog modela za autore publikacija Za kreiranje relacionog modela mapera podataka se koriste klase koje nasleđuju klasu Model. Sama klasa će predstavljati tabelu u bazi podataka, dok će atributi te klase predstavljati kolone u pomenutoj tabeli. Za svako polje se mogu uneti dodatni atributi, kojima se opisuje izgled polja na formi ili specificiraju neka ograničenja. Npr. može se specificirati naziv labele, tekst za pomoć, da li je polje jedinstveno, da li je vrednost tog polj obavezna za popunjavanje, kolika j maksimalna dužina koj se može uneti za to polje i sl. Može se definisati i unutrašnja klasa Meta, koja omogućava konfiguraciju metapodataka. Na slici 8 je prikazana klasa implementirana na opisan način. To je model države, koji ima dva atributa. Jedan je ID, koji predstavlja jedinstvenu oznaku svake države, a

119 drugi atribut je sam naziv države. Na toj slici se može primetiti i unicode metoda, koja se poziva kada je potrebna simbolička reprezentacija instance modela. Slika 8. Django model države Django poseduje jezik za opis šablona (temlate), koji je sličan HTML(HyperText Markup Language) jeziku. Šablon je običan tekstualni fajl, slično kao HTML, XML, CSV fajlovi. Sadrži promenljive, umesto kojih se prikazuju odgovarajuće vrednosti i tagove, koji kontrolišu logiku procesiranja šablona. Na slici 9 je prikazan jedan takav primer. Slika 9. Primer Django šablona Promenljive se prikazuju na ovaj način: {{ variable }}. Kada, prilikom procesiranja šablona, django framework naiđe na promenljivu, računa se vrednost te promenljive I rezultat se prikazuje korisniku. Naziv promenljive može da sadrži bilo koju kombinaciju alfanumeričkih znakova, ali ne može sadržati prazno mesto. Tačka se može pojaviti u delu koji predstavlja vrednost promenljive, ali se tada ta vrednost drugačije računa. Ukoliko se naiđe na tačku, računa se vrednost atributa te promenljive. Naprimer, ukoliko se u templejtu nalazi ovaj kod: {{ section.title }}, vrednost koja će se prikazati če biti vrednost title atributa, section objekta. Tagovi u templejtu izgledaju ovako: {% tag %}. Oni su kompleksniji od promenljivih. Neki od njih generišu izlaz, neki kontrolišu petlje ili drugu logiku za procesiranje šablona, a neki tagovi učitavaju spoljne informacije kako bi se kasnije koristile u promenljivama. Neki tagovi imaju otvarajući i zatvarajući tag, na primer: {% tag %}... tag contents... {% endtag %}. Na slici 10 je prikazano na koji način Django framework povezuje te delove. 5. ZAKLJUČAK U ovom radu je ukratko prezentovana implementacija web aplikacije za praćenje stručnog usavršavanja nastavnika u okviru ŠOSO Milan Petrović. Slika 10. Django framework Na osnovu zahteva korisnika i analize njihovih dokumenata, izolovani zahtevi za katalogizacijom sledećih podataka: ličnih podataka, stručne biografije (kretanje u službi, zvanja, diplome), licencirana i nelicencirana stručna usavršavanja (seminari, edukacije) i publikacije u čijem kreiranju je zaposleni učestvovao (radovi na konferencijama i u časopisima, monografije, udžbenici, projekti i sl). Aplikacija je implementirana uz oslonac na Django framework koji omogućava lako proširivanje funkcionalnosti aplikacije. Sama aplikacija je napravljena tako da se mogu lako i jednostavno unositi novi segmenti, ukoliko se pojave novi korisnički zahtevi, sa minimalnim izmenama postojeće funkcionalnosti. Aplikacija je trenutno na probnom korišćenju u okviru ŠOSO Milan Petrović. Mogući pravci daljeg razvoja aplikacije su kreiranje nekih specifičnih izveštaja i pretraga. Tačni korisnički zahtevi za dalji razvoj se obično izoluju kada počne stvarno korišćenje aplikacije. 6. LITERATURA [1] Digital Library, [2] Lucene, [3] UTas eprints, [4] Adrian Holovaty, Jacob Kaplan-Moss. The Definitive Guide to Django - Web Development Done Right, 2nd edition. Kratka biografija: Kalina Pavlović rođena je u Vrbasu, Republika Srbija, god. Fakultet tehničkih nauka upisala je godine. Diplomski-master rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Elektrotehnike i računarstva Računarstvo i automatika odbranila je 2012.god. 1611

120 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad ANALIZAA SHA-3 KANDIDATAA U OKVIRU DOKAZIVE SIGURNOSTI PROVABLE SECURITY ANALYSIS OF SHA-3 CANDIDATES Marjan Škrobot, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad UDK: Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj U ovom radu analizirane su postojeće ciljem da se očuva jaka otpornost na koliziju tj. da se ova osobina prenese sa funkcije kompresije na kompletnu heš tehnike koje se koriste da bi se dokazala slaba otpornost funkciju. Ovaj iterativni dizajn poznat kao Merkl- na koliziju i rešili otvoreni problemi u vezi sa slabom Damgorova konstrukcija, se i danas koristi u naj- otpornošću preciznije na koliziju Grostl-a i finalista SHA-3 takmičenja, Skein-a. Analizom u okviru poznatijim heš funkcijama. Najistaknutije heš funkcije tokom prethodne dve decenijee su MDx familija (MD5 konkretne dokazive sigurnosti dokazano je da su ove dve heš funkcije optimalno otporne na slabu koliziju u najznačajnija), SHA familija, RIPEMD, HAVAL, Tigar, GOST, Virpul, itd. idealnom modelu. Takođe, određene su donje granice slabe otpornosti na koliziju za ova dva kandidata. Nakon napretka u kriptoanalizi [6] koji inicirala Vang 2005, sigurnosni propusti su uočeni u MD5 i SHA-1 heš Abstract In this paper we investigatee the existing proof techniques for the second preimage analysis and resolve remaining open problems regarding the second preimage resistance of Grøstl and Skein. More precisely, these two hash functions are proved optimally second preimage resistant in the ideal model within the concrete security provable framework. Finally, we provide a lower bound on second preimage resistance for thesee two finalists. funkcijama. Štaviše, pojavili su se drugi rezultati [7, 8] koji su doveli u pitanje sigurnost Merkl-Damgorove konstrukcije i heš funkcija uopšte. Ova kriza u vezi sa heš funkcijama inicirala je takmičenje za novi standard SHA- 3 [9], koje je u toku pod okriljem američkog nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju (NIST). Proglašenjee pobednika ovog takmičenja zakazano je za kraj godine. NIST je definisao niz uslova koje buduća SHA-3 heš funkcija treba da zadovolji. U kontekstu ovog Ključne reči: Dokaziva sigurnost, Otpornost na slabu istraživanja bitno je napomenuti da heš funkcija sa n- koliziju, SHA-3 takmičenje, Grostl, Skein. bitnim sažetkom treba da pruži jaku otpornost na koliziju od približno n/2 bita, otpornost na inverziju od približno n 1. UVOD bita i slabu otpornost na koliziju od približno n-l bita, gde je dužina poruke za koju se traži kolizija najviše 2 Kriptografske heš funkcije su fundamentalne kripto blokova. Tvrdnje o sigurnosti heš funkcija koje učestvujuu grafske primitive. One kompresuju ulaznu poruku pro u takmičenju su samo u malomm broju slučajeva potvrđenee izvoljne dužine i kao izlaz vraćaju poruku fiksne dužine dokazom. Većina postojećih dokaza o sigurnosti su (sažetak). Javljaju se u velikom broju praktičnih aplikacija izvedeni u okviru dokazive sigurnosti. u koje spadaju: digitalni potpis, kod za autentikaciju poruke, zaštita lozinke, generatorr pseudo-slučajne sekvence, stvaranje kriptografskih ključeva i sl. Jedna od 2. MODEL PROVERE SIGURNOSTI prvih upotreba heš funkcija predstavljena je 1976, u Da bi analiza sigurnosti bila moguća u okviru dokazive čuvenom papiru od Difija i Helmana [1] o kriptografiji sigurnosti, potrebno je formalno predstaviti model u javnog ključa. kojem je tačno definisan koncept sigurnosti (u našem slučaju slaba otpornost na koliziju) za heš funkciju. U svojoj doktorskoj tezi [2], Merkl je definisao tri glavne Model u kojem će biti vršena analiza je sličan onom u sigurnosne osobine heš funkcija: otpornost na inverziju, [10]. slabu otpornost na koliziju i jaku otpornost na koliziju. Jedna od prvih značajnih heš funkcija predložena je od Pretpostavimo da je osnovna gradivna primitiva funkcije strane Rabina [3]. U predlogu koji se odnosio na digitalne kompresije idealna (npr. slučajna permutacija, idealnaa potpise, Rabin je opisao iterativnu heš funkciju baziranu blok šifra). U našem modelu napadač A, predstavljaa na u to vreme korišćenoj blok šifri, DES-u kod koje se algoritam baziran na verovatnoći koji ima pristup slučajno kao ključ koristi ulazna poruka. Medutim, ova konstru odabirajućoj primitivi $ ( ) kao Oraklu. Heš kcija se ispostavila kao trivijalno nesigurna. Značajan funkcija koju analiziramo određuje skup ( ) (npr. u iskorak u dizajnu heš funkcija desio se godine, kada slučaju heš funkcije bazirane na permutacijama,,, su u dva nezavisna rada Merkl [4] i Damgor [5] pokazali primitiva P je izabrana nezavisno i slučajno iz skupa svih na koji načinn treba vršiti iteraciju funkcije kompresijee sa permutacija ( ). Ovom modelu uzimamo u obzir samo informaciono-teorijske protivnike, što znači da NAPOMENA: napadač poseduje neograničenu računarsku snagu i Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je njegova jedina prepreka da izvede uspešan napad je bio dr Vojin Šenk, red. prof. slučajnost Oraklovog odgovora na upit. Složenost se meri 1612

121 brojem upita poslatih Oraklu. U ovom idealnom modelu protivniku je dopušteno da pošalje najviše q direktnih i/ili inverznih upita Oraklu. Svi ovi upiti se smeštaju u istoriju upita L kao indeksirani elemenati. Bez gubitka opštosti, pretpostavimo da L uvek sadrži upite potrebne za napad i da napadač ne šalje upite Oraklu za koje je mu je odgovor već poznat. Definicija koju koristimo za slabu otpornost na koliziju u idealnom modelu odgovara esec 1 osobini definisanoj u [11]. Definicija 1. Neka je, N i neka je ={0,1}, M = {0,1} i neka je : {0,1} {0,1} heš funkcija. Tada prednost napadača A u odnosu na slabu otpornost na koliziju je definisana kao [ ] (A) = Pr ( ); $ ( ): $ M ( ) = ( ). Za 1 pišemo [λ] (q) = { [λ] (A)} gde se maksimum računa u odnosu na sve napadače koji šalju najviše q upita Oraklu. Kao što je navedeno u uvodu, kao važan kriterijum pri odabiru standarda za heš funkciju (SHA-3) je njena sigurnost (npr. moguća redukcija sigurnosti heš funkcije na sigurnost njenih osnovnih gradivnih elemenata). U odeljku 3 i 4 mi ćemo odrediti donju granicu slabe otpornosti na koliziju Grostl-a i Skein-a koristeći gore definisani model u okviru konkretne dokazive sigurnosti.. 3. SLABA OTPORNOST NA KOLIZIJU GROSTLA Heš funkcija Grostl koristi Merkl-Damgorovu konstruciju šireg stanja sa finalnom transformacijom pre odsecanja. Funkcija kompresije bazirana je na dve različite, fiksne permutacije. Budući da sigurnost funkcije kompresije nije optimalna, Grostl koristi finalnu transformaciju za koju se smatra da je funkcija u jednom smeru i da je otporna na jaku koliziju. mogu lako odrediti) što čini rezultat Builjagea i Fuka [12] neprimenljivim imajući u vidu da su koristili model u kojem je funkcija kompresije idealna. Kako bi ponovo potvrdili otpornost Grostl-a na slabu koliziju potrebno je pretpostaviti idealnost dveju permutacija P i Q koje predstavljaju gradivne elemente funkcije kompresije Grostl-a (Slika1). Teorema 1. Neka su P i Q dve slučajne l-bitne permutacije i neka je A protivnik neograničene računarske snage koji šalje najviše < 2 upita Oraklu. Njegova prednost pri razbijanju otpornosti na slabu koliziju heš funkcije H je ograničena odozgo: [ ] ( ) ( +1)q 2 + q 2 Dokaz. Neka Z bude bilo koja ulazna vrednost. Označimo sa h,,h vrednosti stanja dobijenih procesom heširanja ( ), gde je sažetak određen h= h ( (h ) h ). U obzir se uzima bilo koji napadač A koji šalje ukupno q upita permutacijama P i Q. Broj poslatih upita permutaciji P je ukupno, a permutaciji Q je. U vezi sa ovim upitima, uvodi se inicijalno prazan graf G koji ukazuje na pozive Grostl-ove funkcije kompresije koji se mogu izvesti iz novih upita. Treba imati u vidu da svaki upit (, ) permutaciji P i svaki upit (, ) permutaciji Q odgovara tačno jednom pozivu funkciji kompresije, naime gde ulazna poruka odgovara. Da bi srušio otpornost na slabu koliziju napadač (1) ili mora da završi sa grafom koji sadrži putanju (drugačije obeleženu od putanje nastale heširanjem ulazne vrednosti ) koja počinje u inicijalnom vektoru, a završava u bilo kom čvoru iz skupa h,,h, (2) ili mora da pronađe P-upit (, ) tako da h i h =h gde graf G sadrži putanju od do. Dokaz od ovoj tvrdnji može se naći u radu Builjagea i Fuka [12]. Da bi postigao prvi cilj, napadač mora da pronađe ulaznu vrednost (preimage) Grostlove funkcije kompresije za bilo koju vrednost iz skupa h,,h. Da bi postigao drugi cilj, napadač mora da pronađe ulaznu vrednost (preimage) finalne transformacije Grostla. Stoga analiziramo dva slučaja. Slika 1. Funkcija kompresije primenjena kod Grostl-a Grostl-ova funkcija kompresije ispoljava neidealno ponašanje (npr. fiksne tačke za funkciju kompresije se Slučaj (1) Bez gubitka opštosti pretpostavimo da se prvi cilj ispuni kada napadač pošalje upit slučajnoj permutaciji ili. Kao rezultat upita generisan je par (, ) gde predstavlja slučajnu vrednost iz skupa veličine najviše 2. Druga ulazna vrednost (second preimage) je nađena ukoliko u listi prethodnih upita permutaciji postoji par (, ) tako da je h = 1 Primetite da se esec iz [11] oslanja na stvaranje ključa (u gde je h h,,h. Budući da u listi prethodnih upita pogledu slučajnosti), dok se u idealnom modelu gde permutaciji postoji.parova, svaki upit permutaciji posmatramo heš funkcije bez ključa oslanja (u pogledu slučajnosti) na nasumičnost osnovne primitive. 1613

122 ima verovatnoću ( ) da pogodi drugu ulaznu vrednost. Dakle, verovatnoća da napadač pronađe drugu ulaznu vrednost nakon upita permutaciji je ograničena odozgo sa: [ č (1)] ( +1) 2 Na sličan način pronalazimo verovatnoću ako je druga ulazna vrednost pronađena nakon slanja upita permutaciji. Koristeći Bulovu nejednakost mi određujemo gornju granicu verovatnoće u opštem slučaju za slučaj (1): [ č (1)] [ č (1)] + [ č (1)] ( +1) 2 + ( +1) 2 Slučaj (2) Ovaj slučaj se može desiti samo nakon upita permutaciji. Kao rezultat upita generisan je par (, ) gde predstavlja slučajnu vrednost iz skupa veličine najviše 2. Druga ulazna vrednost (second preimage) je nađena ukoliko h= h. U ovom slučaju svaki upit permutaciji ima verovatnoću da pronađe drugu ulaznu vrednost za finalnu transformaciju. Dakle, verovatnoća da napadač pronađe drugu ulaznu vrednost nakon upita permutaciji je ograničena odozgo sa: [ č (2)] 2 2 Kombinacijom ova dva slučaja i koristeći Bulovu nejednakost mi dolazimo do gornje granice verovatnoće da će napadač srušiti otpornost na slabu koliziju nakon ukupno = + upita: [ ] ( ) [ č (1)] + [ č (2)] ( +1) PROCENA OTPORNOSTI SKEINA NA SLABU KOLIZIJU Heš funkcija Skein bazirana je na Jedinstvenoj Blok Iteraciji (JBI). JBI mod hešira poruku proizvoljne dužine iterirajući funkciju kompresije koja kao ulaz uzima unutrašnje stanje, jedan blok poruke i dodatni ulaz (tweek). Funkcija kompresije se zasniva na Trifiš blok šifri sa dodatnim ulazom koja koristi Matijas-Mejer-Oseas mod, što se može videti na slici 2. Slika 2. Heširanje poruke od tri bloka koristeći Skein Dodatni ulaz kodira broj bajtova procesuiranih do sada, tip korišćenog JBI moda i specijalne flag-ove za prvi i poslednji blok. Pod pretpostavkom da je E idealna blok šifra sa dodatnim ulazom (tweak), gde je l dužina iteriranog stanja, a n dužina izlazne vrednosti, dokazano je da je prednost napadača na slabu koliziju ograničena odozgo sa O +, pri čemu napadač šalje najviše q upita i gde je dužina poznate ulazne poruke najviše r blokova. Teorema 2. Neka je E idealna blok šifra sa dodatnim ulazom i neka je A protivnik neograničene računarske snage koji šalje najviše < 2 upita Oraklu. Njegova prednost pri razbijanju otpornosti na slabu koliziju heš funkcije H je ograničena odozgo: [ ] ( ) 2q Dokaz. Neka Z bude bilo koja ulazna vrednost. Označimo sa h,,h vrednosti stanja dobijenih proce som heširanja ( ), i neka h = h (h ). Uzima se u obzir bilo koji napadač A koji šalje ukupno q upita blok šifri E. U vezi sa ovim upitima, uvodi se inicijalno prazan graf G koji ukazuje na pozive Skeinovoj funkciji kompresije koji se mogu izvesti iz novih upita. Treba imati u vidu da svaki upit (,, h) odgovara tačno jednom pozivu funkciji kompresije, naime h gde predstavlja ulaznu poruku, a t dodatni ulaz. Dodatni ulaz je specifičan za svaku rundu. Da bi srušio otpornost na slabu koliziju napadač (1) ili mora da završi sa grafom koji sadrži putanju (drugačije obeleženu od putanje nastale heširanjem ulazne vrednosti ) koja počinje u inicijalnom vektoru, a završava u bilo kom čvoru iz skupa h,,h, uz uslov da je dodatni ulaz usklađen sa prethodnim, (2) ili mora da pronađe upit (,,h ) tako da h = gde graf G sadrži putanju od do h takođe uz uslov da je dodatni ulaz usklađen. Da bi postigao prvi cilj, napadač mora da pronađe ulaznu vrednost (preimage) Skeinove funkcije kompresije za bilo koju vrednost iz skupa h,,h uz odgovarajući dodatni ulaz. Da bi postigao drugi cilj, napadač mora da pronađe ulaznu vrednost finalne transformacije Skeina. Stoga potrebno je analizirati dva slučaja. Neka je j-ti upit označen sa (,,h ), i neka je odgovor od Orakla izvučen slučajno odabran iz skupa veličine najviše 2. Slučaj (1) Pošto dodatni ulaz mora biti usklađen, u zavisnosti od postoji najviše jedna vrednost h,,h za koju kolizija h= može rezultirati kao uspeh napadača na slabu koliziju. Verovatnoća da se to dogodi nakon j-tog upita je. Dakle, verovatnoća da napadač pronađe drugu ulaznu 1614

123 vrednost nakon upita blok šifri je ograničena odozgo sa: [ č (1)] 1 2 = 2 Slučaj (2) U ovom slučaju do kolizije dolazi nakon j-tog upita ukoliko je h =h. Pošto postoji 2 vrednosti koje mogu da pogode, verovatnoća da napadač na slabu koliziju bude uspešan nakon j-tog upita je. Dakle, verovatnoća da napadač pronađe drugu ulaznu vrednost nakon upita blok šifri je ograničena odozgo sa: [ č (2)] 2 2 = 2 2 Kombinacijom ova dva slučaja i koristeći Bulovu nejednakost mi dolazimo do gornje granice verovatnoće da će napadač srušiti otpornost na slabu koliziju nakon ukupno upita: [ ] ( ) [ č (1)] + [ č (2)] ZAKLJUČAK Kao što je prikazano u odeljku 3 i 4, određena je donja granica otpornosti na slabu koliziju Grostl-a i Skein-a u idealnom modelu. Dobijeni rezultati za Grostl potvrđuju da otpornost na slabu koliziju konstrukcija koje su bazirane na Merkle-Damgorovoj iteraciji opada linearno sa dužinom poruke (izražena u broju blokovima) u idealnom modelu. Takođe, donja granica dobijena za Skein heš funkciju pokazuje da uvođenje dodatnog ulaza (tweak), koji sa sobom povlači jedinstveni poziv funkcija kompresije, za rezultat ima povećanje otpornosti na slabu koliziju (do otpornosti od otprilike n-bita). Kada posmatramo dobijene rezultate moramo biti upoznati sa nedostacima dokazive sigurnosti kada govorimo o idealnom modelu. Dokaz sigurnosti u idealnom modelu ne pruža potpunu sigurnost u vezi sa otpornošću heš funkcije na slabu koliziju. To proizilazi iz činjenice da je dokaz izveden pod pretpostavkom da su osnovne primitive idealne, što nije realan slučaj. Štaviše, postoje vrste napada koje su i dalje moguće, kao što su: vremenski napadi, diferencijalna analiza greške i diferencijalna analiza snage. Međutim, rezultati dobijeni u ovom radu su od velike značaja, budući da su oni veoma dobar pokazatelj da strukture višeg reda nemaju nedostatke u dizajnu. Tačnije, oni pokazuju da nije moguće izvršiti napad na heš funkciju a da se pritom, ne nađe nedostatak u osnovnoj primitivi koja je uzeta za idealnu. 6. LITERATURA [2] Ralph Merkle.Secrecy, Authentication, and Public Key Systems. PhD thesis, UMI Research Press, [3] Michael O. Rabin. Digitalized signatures. In Foundations of Secure Computation, pages Academic Press, [4] Ralph C. Merkle. One Way Hash Functions and DES. In Gilles Brassard, editor, Advances in Cryptology - CRYPTO, 1989, Proceedings, vol. 435 of LNCS, pages Springer, [5] Ivan Damgard. A Design Principle for Hash Functions. In Gilles Brassard, editor, Advances in Cryptology - CRYPTO, 1989, Proceedings, vol. 435 of LNCS, pages Springer, [6] Xiaoyun Wang, Yiqun Lisa Yin, and Hongbo Yu. Finding Collisions in the Full SHA-1. In Victor Shoup, editor, CRYPTO, vol of LNCS, pages Springer, [7] Antoine Joux. Multicollisions in Iterated Hash Functions. Application to Cascaded Constructions. In Matt Franklin, editor, Advances in Cryptology CRYPTO, vol of LNCS, chapter 19, pages Springer, Berlin, Heidelberg, [8] John Kelsey and Bruce Schneier. Second preimages on n-bit hash functions for much less than 2 n work. In Ronald Cramer, editor, EUROCRYPT, vol of LNCS, pages Springer, [9] NIST. Announcing Request for Candidate Algorithm Nominations for a New Cryptographic Hash Algorithm. Technical report, NIST, [10] Pierre-Alain Fouque, Jacques Stern, and Sebastien Zimmer. Cryptanalysis of Tweaked Versions of SMASH and Reparation. In Roberto Maria Avanzi, Liam Keliher, and Francesco Sica, editors, Selected Areas in Cryptography, vol of LNCS, pages 228{244. Springer, [11]Phillip Rogaway and Thomas Shrimpton. Cryptographic Hash-Function Basics: Definitions, Implications, and Separations for Preimage Resistance, Second-Preimage Resistance, and Collision Resistance. In Bimal K. Roy and Willi Meier, editors, FSE, vol of LNCS, pages Springer, [12]Charles Bouillaguet and Pierre-Alain Fouque. Practical Hash Functions Constructions Resistant to Generic Second Preimage Attacks Beyond the birthday Bound, Kratka biografija: Marjan Škrobot rođen je u Sremskoj Mitrovici godine. Diplomski-master rad je odbranio godine na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Elektrotehnike i računarstva Kriptozaštita informacija. [1] Whiteld Diffie and Martin E. Hellman. New Directions in Cryptography. IEEE Transactions on Information Theory, IT-22(6)/ ,

124 Zbornik radova Fakulteta tehničkihh nauka, Novi Sad IMPLEMENTACIJA ALGORITMA ZA NALAŽENJEKATALOGAA TOPOLOGIJA UPOTREBOM MICROSOFT AZURE CLOUD-A IMPLEMENTATION OF ALGORITHM FOR FINDING REPETITIVE TOPOLOGICAL STRUCTURES USING MICROSOFT AZURE CLOUD Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj U radu je opisanaa primena,,cloud computing servisa na distribuiranu implementaciju algoritma za nalaženje repetativnih podstruktura (tzv. kataloga topologija) u modelima EES (elektroenergetskih sistema) upotrebom programskog jezika C#, Microsoft- Microsoft Visual Studio Rezultat primenjenog algortima je katalog polja koji treba da omogući izvršavanje topološke analize u modelu EES u blisko ove Windows Azure platfrme i razvojnog okruženja realnom vremenu. Programsko rešenje je testirano na cloud sistemu, a rezultati, u zavisnosti od različitog broja izabranih programskih instanci, su tabelarno prikazani. Abstract This paper covers apllying of cloud computing services for distributed implementationn of an alghorithm for finding repetative topological structures in power systems using Microsoft s Windows Azure platform, Microsoft Visual Studio 2010 and programming language C#. Result of the implemented alghoritm is a catalogue of topologies that can be used for topological data model analysis in near real-time. The software solution has been tested in a realcloud enviroment and measured performancesare presented here. Ključne reči: Cloud computing, Windows Azure, distribuirano programiranje, topološka analiza, katalog topologija, elektroenergestki sistemi 1. UVOD Moderni informacioni sistemi preduzaća za prenos i distribuciju osnovnih energenata imaju za cilj pružanje informacija na osnovu kojih je potrebno doneti pravovremene odluke. Poslednjih godina rastu zahtevi korisnika, sistemi postaju sve složeniji, pri čemu se resursi preduzeća eksploatišu blizu gornjih granica kapaciteta. Veliki podaci koje treba obraditi u kratkom vremenskomm intervalu zahtevaju distribuiranost procesa i ulaganje u dodatnu infrastruturu. Kao rešenjee za opisanii tip problema sve češće se upotrebljava cloud computing koji računarske resurse nudi kao servise koji se iznajmljuju, nasuprot ulaganja u hardversku strukturu.pri korišćenju cloud okruženjaorijentacijase usmerava na kodiranje umesto na upravljanjehardverom, sistem se lako prilagođava NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je izdiplomskog-master Erdeljan, vanr. prof. radačiji mentor je bio dr Aleksandar Miloš Gajić, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad povećanim zahtevima korisnika, a usluge se plaćaju na osnovu utroška, što doprinosi agilnosti sistema uz niže troškove. U ovom radu prikazana je prednost cloud computing-a na problemu detekcije repetativnih podstruktura koji može biti izuzetno složen za modele EES milionskih gradova ilii čitavih regija.polazni algoritam preuzet je iz doktorske disertacije Imreta Lendaka: Algoritam za nalaženjee repetativnih topoloških podstruktura u modelima elektroenergetskih sistema, a rad opisuje prilagođavanje ovog algoritma radu u Windows Azure cloud-u. 2. OSNOVE CLOUD COMPUTING-A UDK: Cloud computing predstavlja oblast računarstva u kojoj se veoma skalabilni informatičkii kapaciteti obezbeđuju u vidu usluge isporučene putem interneta brojnim potrošačima. Servisi za potrošače ili kompanije se pružajuu preko apstrahovane kompjuterske strukture gde se skaliranje usluga vrši bez intervencije korisnika i naplaćuje se na osnovu ostvarene potrošnje [ 1] Prednosti cloud computing platforme Moderne cloud computing platforme tipično sadrže sledeće karakteristike koje ih izdvajaju u odnosu na standrardna rešenja za opisane probleme: Skalabilnost i niski troškovi korišćenja Predviđanjem povećanih zahteva tržišta kompanije su primorane da ulažuu u infrastrukturu koja se ne koristi pre nego što do povećanja stvarno dođe. Plaćanjem samo onih resursa koji se koriste, skaliranje servisa se vrši bez prethodnog ulaganja u hardver. Odžavanje sistema Korišćenjem Cloud computing platforme nema potrebe da se instaliraju i održavaju serveri, upravlja nadogradnjom, licencama aplikacija, da se troši vreme na usklađivanje softvera sa hardverom ilii brine o fizičkim otkazima u sistemu. Za posao održavanjaa servera odgovaraa provajder cloud usluge, pri čemuu programer više vremena posvećuje samoj aplikaciji. Tolerancija na otkaze Ukoliko hardver na kome se nalazi instanca odredjenog servisa otkaže, ta instanca se prebacuje na drugu mašinu. U slučaju da aplikacija koristii više od dve instance, one se nalaze na fizički različitim serverima i različitim rek ormanima, tako da pri hardverskom otkazu jedne instance, druge mogu da obrađuju pristigle zahteve [1]. 1616

125 Geografska distribuiranost data centara Korišćenje usluga data centarapristupom sa bilo kog korisničkog računara umesto vezanosti za određeni uređaj [2]. 2.2 Tipovi cloud computing usluga Cloud computing provajderi nude tri osnovna modela servisa. Opisni modeli su poređani u nivoe, tako da svaki model apstrahuje detalje modela sa nižeg sloja. Infrastruktura u vidu servisa (IaaS) se nalazi na dnu, sledi Platforma u vidu servisa (PaaS), a na vrhu je Softver u vidu servisa (SaaS) kao model sa najvećim nivoom apstrakcije [3]. SaaS: Softver u vidu servisa - Softver koji je implementiran u obliku hostovanog servisa kome se pristupa putem interneta. Korisnici dobijaju licence za aplikacije koje su im potrebne i koriste ih onoliko koliko su im potrebne. PaaS: Platforma u vidu servisa - Platforme koje mogu biti korišćene za realizaciju aplikacija obezbeđenih od strane klijenta ili partnera provajdera platforme. IaaS: Infrastruktura u vidu servisa - Predstavlja računarska infrastrukturu, kao što su serveri, data centar prostor i mrežna oprema ostvarena u vidu cloud computing-a, obično korišćenjem virtualizacije [4]. 2.3 Windows Azure i cloud computing Microsoft Windows Azure je operativni sistem Windows Azure platforme, cloud computing provajdera, koji apstrahuje fizičke komponente i spada u PaaS grupu sitema. Programer je u mogućnosti da bira karakteristike sistema bez konfigurisanja softvera ili hardvera na dodeljenim mašinama. Windows Azure instanca predstavlja jedinicu za izvršavanje koda, koja se mapira na virtuelne mašine u zavisnosti od izabrane jačine instance [3]. Usluge koje nudi Windows Azure platforma, kao i laka integracija sa Visual Studiom su zadovoljavali potrebe ovog rada, zbog čega je platforma korišćena za razvoj i testiranje aplikacije. 3. ALGORITAM NALAŽENJA REPETATIVNIH TOPOLOŠKIH PODSTRUKTURA Razvoj algoritama za nalaženje repetativnih podstruktura javio se iz potrebe bržeg izvršavanja topološke analize u modelima EES, čime se podižu performanse ostalih analitičkih proračuna i omogućava njihova primena u upravljanju u zatvorenoj povratnoj sprezi u procesu online optimiacije rada EES. Standardizovani model EES je definisan standardom IEC Common Information Model (CIM). CIM sadrži opšti model konektivnosti koji nije optimizovan za izvršavanje topološke analize u blisko realnom vremenu. Algoritam na ulazu prima model EES u standardnom CIM formatu, a na izlazu generiše katalog topologija, tj. skup jedinstvenih topoloških podstruktura, koji omogućava brže izvršavanje topološke analize. Algoritam se izvršava u sledeća tri koraka: 1. Predstavljanje modela EES matematičkim grafom - Ulazni podaci, tj. matematički graf formiran od modela EES se učitava iz CSV (eng. Comma Separated Values) 1617 datoteke u kojoj svaki red predstavlja jednu granu grafa. U ovom ulaznom skupu prikazan je svaki komad provodne opreme, na osnovu koga se formira matematički graf G = (V,E,W), gde je: V skup čvorova matematičkog grafa formiran od čvorova povezivanja, E skup grana matematičkog grafa formiran od skupa provodne opreme, W(e) W, e E skup težina grana grafa formiran na osnovu tipa provodne opreme. Grane su predstavljene klasom koja se sastoji od jedne grane grafa, dve reference na čvorove na oba kraja i težine grane. Čvorovi se predstavljaju klasom koja sadrži jedinstveni identifikator, niz konektivnih grana i funkciju za računanje 64 bitnog ekvivalneta čvora,koji služi za dalje ispitivanje izomorfnog preslikavanje između grafova. Za skladištenje grafa u računarskoj memoriji korišćena je adjacency lista (lista susednosti) zbog najboljeg odnosa memorijskog zauzeća i performansi algoritma. 2. Dekompozicija matematičkog grafa Kada je matematički graf celog EES dostupan memoriji, onda se prelazi na: 1) učitavanje konfiguracije koje težine grafa se razmatraju, tj. koji tipovi mogu da uđu u katalog topologija 2) brisanje grana koje ne učestvuju u katalogu topologija, tj. njihove težine nisu iz skupa težina koje su učitane u prethodnom koraku U ovom koraku su otklanjani statički tipovi opreme. Algoritam ima za zadatak da detektuje jedinstvene topološke podstrukture koje se formiraju od dinamičkih tipova, opreme koja tokom rada utiče na promenu topologije EES (tj. prekidačka i merna oprema).izlaz ovog koraka je skup koji sadrži kandidate za katalog topologija. 3. Nalaženje jedinstvenih topoloških podstruktura Ulaz ovog koraka je skup formiran u prethodnom koraku, a izlaz je katalog topologija. Prvi deo ovog koraka je grupisanje sličnih kandidata i omogućavanje da se vrši manji broj poređenja tokom nalaženja jedinstvenih kandidata. Pripadnost grupi je određivana na osnovu ključa koji se sastoji od broja čvorova, broja grana i ukupne težine grafa. Zatim se formira mapa (tj. C# tip map) čiji su elementi grupe sličnih kandidata. Sledi korak koji na osnovu sličnih kandidata nalazi jedinstvene grafove operacijama poređenja grafova, tj. izomorfizma dva grafa. Ovaj deo algoritma je najzahtevniji po pitanju računarskih resursa zbog mnogostrukogizvršavanja operatora poređenja, zbog čega je ovaj korak, za razliku od prethodnih koji se izvršavaju sekvencijalno, paralelizovan i prilagođen izvršavanju na većem broju procesorskih jedinica. Kao osnova za izvršavanje ovog koraka korišćen je Ullmann-ov algoritam za izomorfizam grafova. Izomorfizam grafova ima za zadatak da ustanovi da li za grafove G A (V A,E A ) i G B (V B,E B ) postoji bijekcija f skupa V A na V B za koju važi: ( x, y) E ( φ ( x), φ( y)) A EB

126 Ullmann-ov algoritam predstavlja oba grafa matricama susednosti i iterativnim, dubinskim pretraživanjima stabla nalazi sva izomorfna preslikavanja dva grafa [5]. 4. REALIZACIJA PROGRAMSKOG REŠENJA Implementacija rešenja je izvršena upotrebom programskog jezika C# u Visual Studio 2010 okruženju, namenjenog distribuiranom izvršavanju na Microsoft Azure cloud-u. Adaptacija algoritma za rad nawindows Azure platformi obuhvata specifičnosti u komunikaciji između elemenata cloud-a, koji obuhvataju veliki broj računara (virtuelnih mašina) povezanih preko mreže. Implementirano rešenje obuhvata dve logičke jedinice od kojih se jedna koristi za koordinaciju, odnosno distribuciju posla, a druga za izvršavanje intenzivnog računa. Kako bi se obezbedile što bolje performanse pri obradi velike količine podataka, potrebno je smanjiti komunikaciju između procesa da bi se obezbedila dostupnost koordinatora. Zbog toga je izabrana asinhrona komunikacija koja omogućava bržu raspodelu posla i konkurentno izvršavanje algoritma. Programsko rešenje ovog rada obuhvata dve WorkerRole: Koordinator i Execution i klijenta koji koristi usluge aplikacije (Slika 1). Slika 1. Struktura aplikacije na Windows Azure platformi Kao osnova za komunikaciju između klijenta i cloud-a, kao i između samih rola u cloud-u, korišćen je WCF (eng. Windows Communication Foundtation). WCF aplikacije su određene adresom koja predstavlja lokaciju servera, binding-om koji definiše način povezivanja klijenta i servera i ugovorom (eng. contract) koji opisuje metode koje WCF servis nudi. U Windows Azure okruženju role mogu da imaju dva tipa pristupnih tačaka: input endpoint se koristi za povezivanje spoljnih klijenta sa cloud-om i internal endpoint za komunikaciju između rola u cloud-u. Koordinator poseduje input endpoint pod nazivom External preko koga su klijentu dostupni servisi definisani u ugovoru IKoordinator. Za komunikaciju između rola u 1618 cloud-u definisan je internal endpoint pod istim nazivom (Internal). U ovom slučaju instance Worker RoleExecution predstavljaju servis host-a, a metode kojima Koordinator može pristupiti definisane su u ugovoru IServer. U oba slučaja korišćen je NetTcpBinding način povezivanja. Ovaj tip koristi TCP protokol za premeštanje binarnih podataka između klijenta i WCF servisa. TCP povezivanje postiže visoke performanse, ali server i klijent moraju biti.net aplikacije, što je bio slučaj u ovom rešenju. Azuredodeljuje roli Koordinator IP adresu na osnovu koje se pristupa aplikaciji preko poznatog porta. Nakon uspešnog povezivanja, Worker RolaKoordinator prima zahteve klijenta i ima zadatak da podeli posao između instanci Worker RoleExecution na kojima se izvršava računski najzahtevniji deo algortma. Klijent koristi Windows AzureBlob servis za smeštanje ulaznih podataka u vidu CSV (engl. Comma Separated Values) datoteke. Algortiam učitava matematički graf iz datoteke i kreira njegov reprezent u memoriji računara. Zbog velikog broja učitanih grafova i memorijskog zauzeća nakon učitavanja, podaci iz datoteke se učitavaju simultano na roli Koordinator i instancama role Execution kako bi se izbeglo čekanje na serijalizaciju velikih objekata i opterećivanje komunikacije između rola. Na taj način je, nakon učitavanja svih podataka, komunikacija između rola svedena na minimum, pri čemu se prenose samo potrebni parametri neophodni za izvršavanje algoritma. Nakon učitavanja podataka u roli Koordinator, odstranjuju se kandidati čije težine nisu iz predefinisanog skupa težina, nakon čega se formira lista susednosti koja sadrži ostrva koja se sastoje od jednog ili više povezanih elementa grafa. Ova ostrva predstavljaju kandidate za katalogtopologija. Deljenjem ukupnog broja kandidata sa brojem instanci Worker RoleExecution dobija se broj kandidata (segment) koji svaka instanca treba da obradi.koordinator asinhrono komunicira sa instancama role Executionslanjem informacije o veličini i rednom broju segmenta, nakon čega čeka da svaka instanca završi obradu podataka. Instance Worker RoleExecution, na osnovu prethodno učitanih grafova iz blob-a, učitava samo kandidate koje treba da obradi i na njih primenjuje funkciju za traženje skupa sličnih kandidata.na skup sličnih kandidata se primenjuje deduplikacija, odnosno deo algoritma koji kao rezultat daje katalog topologija. Deduplikacija kroz nizove sličnih kandidata prolazi redom, vadi parove matematičkih grafova i na njih primenjuje modifikovan Ullmann-ov algoritam. Kod koji se izvršava na Worker RoliExecution je paralelizovan kako bi se izvukao maksimum iz procesorskih jedinica s obzirom da su moderni računari uglavnom višeprocesorski i/ili višejezgarni. Broj niti je jednak broju grupa kandidata na osnovu kojih se traže jedinstveni kandidati. Kada se na svakoj instanci Execution Role završi računanje,koordinator prima onoliko kataloga topologija koliko je bilo instanci za računanje.koordinatorprolazi kroz elemente svih kataloga, grupiše ih na osnovu ključa i pravi nove, manje grupe sličnih kandidata. Više elemenata sa istim ključem znači da pripadaju istoj grupi sličnih kandidata, pa se na njih opet primenjuje deduplikacija i formira rezultujući katalog topologija, što

127 predstavlja kraj algoritma. Informacije o dobijenim rezultatima i vremenima izvršavanjase zatim šalju klijentu. 5. TESTIRANJE I PRIKAZ REZULTATA Implementacija algoritma je testirana na modelima realnih EES, od kojih je u ovom radu, kao najzahtevniji za izvršavanje, posmatran model Beograda. Testiranje je vršeno nad multipliciranim vrednostima ovog modela, sa ciljem da se dobijuulazni podaci slični modelima izuzetno velikih naselja. Prikazana implementacija algoritma je pri lokalnom testiranju pokretana na PC računaru sa Intel Dual-Core procesorom na brzini 2.4 Ghz, 4 GB memorije i Windows 7 64 bitnim operativnim sistemom. Prilikom testiranja nawindows Azure platformi izabrene su virtuelne mašine srednje veličine sa 2 procesorska jezgra na 1.7 Ghz, 3.5 GB memorije. Model Beograda, korišćen pri ovom testiranju, bez dodatnog množenja, sadrži oko čvorova i grana na osnovu čega se formira blizu kandidata raspoređenih u 114 grupa kandidata. Merenja su vršena nad multiplikacijama polaznogmatematičkoggrafa u vrednostima od 1, 5, 10, 15 i 20. Ovi ulazni podaci su zatim testirani lokalno i na Winows Azure cloud computing platformi sa 1,2,4 i 8 instanci Worker RoleExecution. U ovom slučaju do izražaja je došla agilnost cloud computing-a s obzirom da se broj instaci, odnosno mašina na koje je distribuiran računski zahtevan deo algoritma, vrlo lako povećavao promenom vrednosti u opcijama okruženja Visual Studio Ispravnost rezultata dobijenih distribuiranom adaptacijom algortima za nalaženje repetativnih podstruktura se lako provera zbog determinističke prirode algortima, gde dobijeni katalog topologija mora uvek da bude isti za iste ulazne podatke. Detaljni rezultati testiranja u zavisnosti od broja multiplikacija i broja instanci ExecutionWorker Role za paralelno izvršavanje, kao i rezultati lokalnog testiranja prikazani su u tabeli 1. Tabela 1. - Vremena izvršavanja algortima prikazana u minutima Broj umnožaka modela Beograda Lokalno Broj instanci Worker RoleExecution :06 00:12 00:10 00:10 00:09 00:27 00:34 00:27 00:22 00:15 00:50 01:10 00:57 00:38 00:32 01:22 01:43 01:12 00:50 00:45 01:54 03:12 02:05 01:33 00:59 Kao što se može videti na osnovu prikazanih rezultata, vreme potrebno za izvršavanje algoritma se smanjuje sa povećanjem broja instanci Worker RoleExecution. Podelom posla dobijene su značajne uštede koje su posebno došle do izražaja pri radu sa velikim ulaznim podacima. To se može primetitina osnovu odnosa vremena izvršavanja za jednu i osam instanci role Execution. Vreme izvršavanja se za najveće ulazne podatke ubrzalo 3.25 puta računanjem na osam instanci, dok je ubrazanje algortima znatno manje za manje ulazne podatke: 2.28 puta za Beograd x15, 2.19 za Beograd x10, 2.26 za Beograd x5 i 1.33 za Beograd x1.iz prikazanih odnosa primećuje se da je ubrzanje za Beograd x1 neznatno, dok je za Beograd x20 najviše do izražaja došao značaj primene cloud computing-a. 6. ZAKLJUČAK Standadni distribuirani sistemi zahtevaju nabavku skupog hardvera, velike inicijalne investicije, instalaciju i upravljanje softverom, kao i velike troškove održavanja.konkurencija na globalnom tržištu favorizuje kompanije koje su fleksibilnije, agilnije i imaju niže troškove zbog čega se sve više koriste usluge cloud computing-a. Dostupnost servisa, iznajmljivanje resursa, pri čemu je održavanje sistema problem provajdera, su neki od razloga koji kompanijamaomoogućavaju da se fokusiraju na svoju osnovnu delatnost i ostvare uštede na drugim mestima. U ovom radu prikazana je implementacija algoritma za nalaženje kataloga topologija u modelima EES u Microsoft Azure cloud sistemu.kao prednost cloud computing-a u odnosu na tradicionalna rešenja se, kroz ovaj primer, pokazala skalabilnost i dostupnost računarskih resursa. Prikazano je da su, u odnosu na lokalnu primenu, vremena izvršavanja znatno smanjena lakim povećavanjem broja instanci za paralelno izvršavanje.prednost cloud computing-a je dolšla do izražaja prilikom obrade znatno velikihulaznih podataka, što je opravdalo primenu ovih sistema na opisanom algoritmu. 7. LITERATURA [1] Chris Hay, Brian H. Prince. Azure in Action. Manning Publications Co, Stamford, [2] Sriram Krishnan. Programming Windows Azure. O Reilly Media, Inc., California, [3] Roberto Brunetti. Windows Azure Step by Step. O Reilly Media, Inc., California, [4] Tejaswi Redkar. Windows Azure Platform. Springer-Verlag, New York, [5] Imre Lendak. Algoritam za nalaženje repetativnih topoloških podstruktura u modelima elektroenergetskih sistma. Doktorska disertacija, Fakultet Tehničkih Nauka, Novi Sad, Kratka biografija: Miloš Gajić je rođen u Novom Sadu. Gimnaziju Isidora Sekulić, Novi Sad, završio je godine. Iste godine upisao je Fakultet tehničkih nauka u Novom Sadu, odsek Elektrotehnika i računarstvo, smer Računarstvo i automatika, usmerenje Automatika i upravljanje sistemima. 1619

128 Zbornik radova Fakulteta tehni kih nauka, Novi Sad Jedno rešenje DLNA medija plejer aplikacije na Android platformi Nikola Nikoli, Miroslav Popovi, Member, IEEE, Tomislav Maruna, Member, IEEE, Goran Miljkovi, Member, IEEE Sadržaj U radu je opisano jedno rešenje DLNA medija plejer aplikacije na Android platformi koje omogu ava pregledanje multimedijalnih sadržaja koji se nalaze na lokalnom sistemu za rukovanje datotekama i DLNA server ure ajima. Pomenuto rešenje se nadovezuje na prethodno realizovanu programsku podršku za deljenje, kontrolu i reprodukciju multimedijalnog sadržaja pomo u DLNA protokol steka. Klju ne re i Plejer, Android, DLNA, MVC. I. UVOD SAVRŠAVANJEM prenosa digitalnih podataka Uputem beži nih komunikacija, u poslednjim decenijama prošlog veka, omogu en je brz razvoj i napredovanje velikog broja oblasti vezanih za tehniku. Iako postoje razni na ini da se multimedijalni sadržaj sa personalnog ra unara ili nekog drugog ure aja reprodukuju na medija plejeru, koriš enje prenosnih memorija i mrežnih kablova u današnje vreme ne predstavlja prakticno rešenje. [2] Definisan je nov i savremen na in deljenja, kontorole i reprodukcije multimedijalnog sadržaja u lokalnoj mreži, DLNA protokol stek. [1] Razvojem ra unarskih sistema i stalnim poboljšanjem tehnologija njihove izrade u poslednjih dvadeset godina došlo je do drasti nog pada cena namenskih ra unarskih sistema. Moderni DTV prijemnici, STB (Set-top Box) ure aji (prijemnici digitalne televizije) i drugi multimedijalni ure aji zasnovani su na namenskim ra unarskim sistemima, a pokre e ih namenska programska podrška. Android, u osnovi Linux, polako postaje defakto standardni operativni sistem na pomenutim platformama, ime je omogu eno dodavanje novih mogu nosti putem programske podrške. Iz pomenutih pogodnosti, medija plejer aplikacija realizovana je za platforme podržane Android operativnim sistemom koja omogu ava pregledane multimedijalnih Ovaj rad je delimi no finansiran od Ministarstva prosvete i nauke Republike Srbije, projekat 32014, od godine. Nikola Nikoli, Autor, Fakultet tehni kih nauka u Novom Sadu, Trg Dositeja Obradovi a 6, Novi Sad, Srbija ( nikola.nikolic@rt-rk.com ). Miroslav Popovi, Koautor, Fakultet tehni kih nauka u Novom Sadu, Trg Dositeja Obradovi a 6, Novi Sad, Srbija ( miroslav.popovic@rt-rk.com ). Tomislav Maruna, Koautor, RT-RK, Fruskogorska 11, Novi Sad, Srbija ( tomislav.maruna@rt-rk.com ). Goran Miljkovi, Koautor, RT-RK, Fruskogorska 11, Novi Sad, Srbija ( goran.miljkovic@rt-rk.com ). sadržaja sa lokalnog sistema za rukovanje datotekama (engl. filesystem) i DLNA server (DMS) ure aja. Omogu avanjem prijema komandi za kontrolu reprodukcije (pokreni, zaustavi, pauziraj) od strane DLNA kontroler (DMC) ure aja, upotrebile bi se sve pogodnosti DLNA okruženja. II. FIZI KA PLATFORMA Bilo da su u pitanju TV ili STB, razvojne fizi ke platforme dolaze sa skupom programskih komponenti koje omogu avaju dalji razvoj novih komponenti. Skup alata (engl. toolchain) obuhvata programski prevodilac, poveziva, alata za otklanjanje grešaka (engl. debugger) i nekolicinu osnovnih sistemskih biblioteka za sprezanje sa jezgrom operativnog sistema. Ovi alati su specifi ni za konkretnu arhitekturu na kojoj je procesor zasnovan i omogu avaju prevo enje programa namenjenih za izvršavanje na datoj arhitekturi. Linux jezgro se uglavnom koristi kao osnova celokupnog sistema. Uz razvojnu fizi ku platformu, Linux jezgro dolazi sa ve ugra enom podrškom za konkretan procesor i svim neophodnim perifernim rukovaocima. Sistemske biblioteke, specifi ne za ciljnu fizi ku platformu, imaju ulogu komunikacije sa rukovaocima periferija. Na taj na in je omogu en jednostavan razvoj programa, koji pozivima rutina iz spomenutih biblioteka iskoriš avaju funkcionalnost namenskih fizi kih komponenti prisutnih na platformi. III. CILJNA PLATFORMA A. Opis Android platforme Na najnižem nivou Android steka se nalazi Linux jezgro. Srednji nivo sadrži opšte Linux biblioteke za rad sa multimedijalim sadržajem, web-om, itd. Kao i posebnuredukovanu verziju standardne C biblioteke (libc) Bionic, rezvijene u cilju smanjenja zahteva resursima. U srednjem sloju tako e se nalazi osnova za funkcionalnost aplikacija Dalvik virtuelna mašina. [3] Dalvik je derivat Java virtuelne mašine, modifikovana da koristi što manje resursa i bude pogodna za izvršavanje na ure ajima sa ograni enim resursima. Sprega za programiranje aplikacija za Android operativni sistem je zasnovana na standardnom Java API okruženju. Iz okruženja su uklonjene biblioteke za podršku štampanju, AWT (Abstract Window Toolkit) grafi ko okruženje, Java Beans, i druge. Dodata je nova NAPOMENA: 1620 a) Ovaj rad proistekao je iz diplomskog-master rada Nikole Nikoli a. Mentor je bio prof. dr Nikola Tesli. b) Rad je prethodno publikovan na konferenciji TELFOR, Beograd, novembar 2011.

129 grafi ka sprega i zadržana Java podrška za rukovanje zvukom, slikom, mrežom i ostale biblioteke koje mogu na i primenu u mobilnim ure ajima. Na samom vrhu se nalazi aplikativni sloj koji obuhvata Java aplikacije. Iako su prevedene u me ukod sli an Java me ukodu (java bytecode), Android aplikacije nisu izvršive u okviru Java virtuelne mašine. ure jima da jednostavno uo avaju me usobno prisustvo i uspostavljaju funkcionalne mrežne usluge za deljenje podataka, komunikaciju i zabavu. [1] Koncept je proizašao iz PnP (engl. Plug and Play) tehnologije koja se koristi za dinami ko priklju ivanje ure aja za personalni ra unar, ali se ne odnosi neposredno na nadogradnju PnP tehnologije. UPnP ure aji su utakni-ikoristi (engl. Plug and Play) pošto po povezivanju na lokalnu mrežu automatski iniciraju i zasnivaju mrežne odnose sa prisutnim kompatibilnim UPnP ure ajima. DLNA protokol stek, kao što je pomenuto, definiše pet klasa ure aja (engl. Pleyer, Server, Controller, Renderer i Printer) koje su ina e podskup UPnP A/V ure aja (Sl. 3.). DLNA definiše obavezne podržane A/V formate, vrstu lokalne mreže (Ethernet ili WiFi) i uobi ajne uslove koriš enja. DLNA organizacija tako e organizuje proces sertifikacije ure aja, garantuju i me usobnu kompatibilnost ure aja (engl. Out-of-the-box compatibility). Sl. 1. Dijagram Android softverskog steka B. DLNA DLNA predstavlja nov i savremen na in deljenja, kontrole, i reprodukcije multimedijalnog sadržaja u lokalnoj mreži. [2] Definiše razli ite kategorije i klase ure aja. Za ciljne ure aje (STB, TV, itd), kategorije od interesa su ku ni mrežni ure aji (engl. HND) kategorija (ostale dve kategorije su vezane za mobilne ure aje i njihovu integraciju sa ure ajima ku ne mreže). HND kategorija se sastoji od pet klasa, od toga su etiri pogodne za primenu: Digitalni medija server (engl. DMS) ini digitalne sadržaje dostupne za druge ure aje u mreži. Digitalni medija plejer (engl. DMP) ima sposobnost da prona e i reprodukuje (renderuje) digitalni sadržaj koji je dostupan na mreži. Digitalni medija prikaziva (engl. DMR) može da prikazuje sadržaje, ali ne može i da ga prona e. Da bi se koristio DMR, korisnik mora imati ure aj kontroler koji e uputiti DMC šta da prikazuje. Digitalni medija kontroler (engl. DMC) kontroliše prikaz sadržaja na nekom prikaziva u. Mrežni medija plejer ne sadrži sve slojeve DLNA. Niži nivoi komunikacionog protokola su podržani od strane operativnog sistema (odnosno Linux jezgra sa odgovaraju im drajverima). Za UPnP vezu protokola, koriš ena je libupnp biblioteka. [5] UPnP (engl. Universal Plug and Play) predstavlja standard koji opisuje grupu protokola za umrežavanje mrežnih ure aja (personalnih ra unara, štampa a, internet kapija, WiFi pristupnih ta aka, mobilnih ure aja). UPnP je namenjen pre svega lokalnim mrežama u stambenim zonama bez stru nih administratora. UPnP omogu ava 1621 Sl. 3. Prikaz DLNA okruženja IV. OPIS I REALIZACIJA Prilikom projektovanja DLNA medija plejera koriš en je MVC (engl. Model View Controll) pristup rešavanju problema. [4] MVC je arhitektura programske podrške koja se trenutno smatra arhitektonskim šablonom koji se kosriti u projektovanju programske podrške. Ovaj šablon izoluje logiku (funkcionisanja i prikaza) od korisni ke sprege, ime se omogu ava samostalan razvoj, testiranje i održavanje. Na taj na in realizacija DLNA medija plejera je podeljena na slede e module (Sl. 4.). MPleyer View modul sadrži prikaz medija plejera sa funkcionalnim dugmadima koji aktiviraju odre ene aktivnosti u ovom ili ostalim modulima MVC modela. Na pritisak opcije za dodavanje medija u listu prikaza medija plejera, aktivira se dodatna klasa Android Explorer sa zasebnim prikazom sadržaja. U prethodnom rešenju [1] je omogu en prikaz medija sadržaja u lokalnom sistemu za rukovanje datotekama (engl. filesystem), kasnije i na dostupnim DNS serverima. Odabrane informacije se dostavljaju do modula MPleyer Model preko modula

130 MPleyer View. U modulu MPleyer Model se priprema sadržaj za prikaz u modulu MPleyer View. Nakon odabira odre enog medija fajla, aktivira se modul MPleyer Control u kojem se vrši reprodukcija i ostale aktivnosti zaustavljanja, pauziranja i puštanja naredne medija datoteke. rukovanje datotekam (engl. filesystem) i, sa odre enim modifikacijama programske podrške [1], sadržaji dostupnih DNS servera. U zavistnosti od odabrane opcije za dodavanje medija datoteka, prikazuju se i sadržaji datoteka koje se pregledaju. Kada korisnik odabere lokaciju datoteke ili direktorijuma, informacije se kao povratna vrednost dostavljaju modulu prikaza. Sl. 4. Realizacija medija plejera koriš enjem MVC modela A. MPleyerView U klasi MPleyerView se nalaze metode za prikaz medija plejera. Iz ovog modula se aktiviraju ostali moduli koji dopunjuju informacije za prikaz i izvršavaju naredbe upu ene od korisnika. Kada se aktivira opcija za dodavanje medija datoteka, pokre e se modul AndroidExplorer. Povratnu informaciju prosle uje modulu MPleyerModel kako bi se osvežio prikaz novim datotekama koje je korisnik odabrao. Tako e opcija za brisanje liste datoteka izvršava se naredbom korisnika. Drugi deo komandi se odnosi na reprodukovanje medija fajla koje se upu uju MPleyerControl modulu. B. MPleyerControl U klasi MPleyerControl je odra ena glavna funkcionalnost vezana za medija pleyer. Prvo se odre enim metodama podesi koja medija datoteka se reprodukuje i po etni parametri. Nakon pokretanja reprodukcije medija fajla omogu ene su opcije pauziranja i zaustavljanja, kao i prebacivanje naredne i prethodne pesme u listi medija datoteka. Svaka naredba koja se izvrši prouzrokuje promenu u modulu prikaza. C. MPleyerModel Klasa MPleyerModel osvežava listu medija fajlova koji se prikazuju u modulu prikaza. Naime, kada dobije adresu direktorijuma ili datoteke koju treba dodati u listu, vrši pretraživanje medija datoteka odre enih formata i dopunjuje listu. Nakon toga obaveštava se modul prikaza da osveži prikaz medija plejera tj liste medija plejera. D. AndroidExplorer Metode klase AndroidExplorer se pozivaju samo iz modula MPleyerView tako da predstavlja pomo nu klasu a ne i modul MVC modela. Njihovim pozivima korisnik odabira lokaciju datoteke koja sadrži medija datoteke. Aktiviranjem ove klase prikazuje se lokalni sistem za 1622 V. REZULTATI DLNA medija plejer realizovan je u programskom jeziku Java. Razvojno okruženje je Eclipse sa dodatim Android SDK-om. Za potrebe projekta, kao fizi ka platforma podržana Android operativnim sistemom, izabran je Marvell Berlin STB. Na pomenutoj platformi su izvršene provere robusnosti, funkcionalnosti i ispravnost rada DLNA medija plejera. Nakon izvršenih provera, rezultati se mogu podeliti na funkcionalne i vizuelne rezultate. A. Funkcionalni rezultati Pri ispitivanju funkcionalnosti koriš ene su mp3 medija datoteke koje su bile smestene kako na lokalnom sistemu za rukovanje datoekama (engl. filesystem) tako i na DLNA serverima. Reprodukcija raznih medija datoteka se vršila nesmetano i bez razlike sa kog sistema za rukovanje datotekama poti u. Slede im MSC dijagramom (Sl. 5.) prikazan je primer jedne sesije komunikacije (funkcionalnosti) izme u MVC modula DLNA medija plejera. Sl. 5. MSC dijagram jedne sesije komunikacije izme u modula Na prikazanom MSC dijagramu se može primetiti tok razmena poruka izme u modula i u kojim vremenskim intervalima. Na samom po etku korisnik ozna ava po etno vreme time što je pokrenuo DLN A medija plejer. Tada modul MPleyerView prikazuje po etni izgled.

131 Zatim korinik pokre e opciju za dodavanjem medija datoteka, ime se aktivira modul AndroidExplorer. Korisnik tada bira koju medija datoteku ili datoteke želi da doda na listu datoteka DLNA medija plejera. Da bi se odabrana datoteka ili datoteke prikazale, poziva se modul MPleyerModel koji osvežava listu datoteka koja se prikazuje na po etnoj strani DLNA medija plejera. Nakon toga korisnik odabira naredbu za reprodukovanje ozna ene medija datoteke. Komande se prosle uju do modula MPleyerControl u kom je odra ena funkcionalnost. Modul prikaza dobija povratnu informaciju da je reprodukcija zapo ela i da je potrebno da se prikaže ta aktivnost na DLNA medija plejeru. U nastavku se mogu kombinovati ostale naredbe modula kontrole dok korisnik ne ozna i kraj rada DLNA medija plejera. B. Vizuelni rezultati Zabeleženi vizuelni rezultati poti u sa simulatora Android platforme i ne odstupaju od reultata ispitivane platforme. Po etni prikaz DLNA medija plejera pored liste medija datoteka sadrži osnovne funkcije reprodukcije i prikaza. Dodatne opcije se prikazuju izabirom skrivenog menija. Na Slici 6. je prikazan realizovan DLNA medija plejer. direktorijume [1]. Kao celokupno rešenje, realizovan je jednostavan DLNA medija plejer za Android platformu koja omogu ava pregledanje multimedijalnih sadržaja koji se nalaze na lokalnom sistemu za rukovanje informacijama i DLNA server (DNS) ure ajima. Jednostavnost DLNA medija plejera itekako predstavlja prednost razvijenog rešenja kada su u pitanju fizi ke arhitekture sa ograni enom memorijom. Gledano sa druge strane, jednostavnost DLNA medija plejera predstavlja i manu razvijenog rešenja jer korisniku nisu dostupne sve potrebne informacije o medija datotekama koje se reprodukuju. Pored nedostatka vezanih za reprodukciju i prikaz informacija medija datoteka, nedostaju opcije za razmenu medija datoteka i informacija putem internet veza. ist primer je razmena informacija elektronskom poštom ili društvenim mrežama. Sa odre enim izmenama, ova realizacija DLNA medija plejera se može primeniti na drugim ciljnim platformama u zavisnosti od slojeva programskog steka koje podržavaju. Tema za dalji rad može biti usmerena ka dodavanju funkcionalnog bloka koji e omogu iti prijem komandi za kontrolu reprodukcije od strane DLNA kotroler (DMC) ure aja. Tako e, dodavanjem dodatnih komandi reprodukcije, formata medija datoteka i prikaza informacija DLNA medija plejera dopunjuje funkcionalnost i kvalitet realizovanog DLNA medija plejera. LITERATURA [1] Nikola Kuzmanovi, Damir Kli kovi, Tomislav Maruna, Željko Luka, Jedno rešenje realizacije programske podrške za deljenje, kontrolu i reprodukciu multimedijalnog sadržaja pomo u DLNA protokol steka [2] DLNA, Digital Living Network Alliance, [3] Tim Bray, What Android is, Retrived [4] Reenskaug, Trygve, MVC XEROX PARC , Retrived [5] UPnP Forum, Universal Plug and Play Forum, Sl. 6. Prikaz DLNA medija plejera. VI. ZAKLJU AK U radu je opisan tok izrade DLNA medija plejera u dve faze. U prvoj fazi je odra en medija plejer koji omogu ava reprodukciju medija sadržaja smeštenih na lokalnom sistemu za rukovanje informacijama. U pore enju po broju mogu ih opcija standardnih medija plejera, u realizovanom medija plejeru su odra ene osnovne funkcije reprodukcije (pokreni, zaustavi, pauziraj, pokreni naredni/prethodni). Sve pomenute funkcije koriste Android MediaPlayer klasu za kontrolu reprodukcije audio odnosno video fajlova i striming medija. U drugoj fazi je omogu en pristup DNS serverima poput lokalnog sistema za rukovanje informacijama u smislu kretanja kroz ABSTRACT This paper describes one solution DLNA media pleyer application on Android platform that allows viewing of multimedia content stored on the local system for file management server and DLNA devices. The aforementioned solution builds on previously realized software for sharing, control and playback of multimedia content using a DLNA protocol stack. ONE SOLUTION DLNA MEDIA PLEYER APPLICATION ON ANDROID PLATFORM Nikola Nikoli, Miroslav Popovi, Member, IEEE, Tomislav Maruna, Member, IEEE, Goran Miljkovi, Member, IEEE 1623

132 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad ANALIZA I OBRADA SLIKE U LABVIEW PROGRAMSKOM PAKETU IMAGE PROCESSING AND ANALYSING USING LABVIEW SOFTWARE Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj U ovom radu prikazana je upotreba programskog paketa LabVIEW za obradu slike. Rad se bavi različitim primerima obrade digitalne slike u nekoliko ključnih oblasti, među kojima su automobilska industrija, farmaceutska industrija kao i mnoge druge oblasti. Srž samog rada je prepoznavanje boja i binarna klasifikacija. Abstract This paper presents digital image processing using LabVIEW software. Many examples of digital image processing are shown in this paper. Different branches are using programmes shown in this paper: car industry, pharmaceutical industry and many others. The core of this paper is color recognition and binary classification. Ključne reči: mašinski vid, virtuelna instrumentacija, prepoznavanje boja, LabVIEW 1. UVOD Brzo prihvatanje PC računara u poslednjih 20 godina bilo je uslov za revoluciju u instrumentaciji za testiranje, merenje i automatizaciju. Koncept virtualne instrumentacije, nastao zbog sveprisutnosti PC računara, pruža mnoge beneficije inženjerima i naučnicima kojima je potrebno povećanje produktivnosti, tačnosti i performansi merno-akvizicionih uređaja. Virtualni instrument se sastoji od softvera i hardvera dodatih PC računaru opšte namene, koji zatim svi zajedno omogućavaju korisniku da kreira merne instrumente koji tačno odgovaraju njegovim potrebama, umesto da se ograniči tradicionalnim instrumentima sa fiksnim funkcijama. Iako je spektar mašinskog vida (Machine Vision) širok i sveobuhvatnu definiciju je teško sastaviti, opšteprihvaćena definicija mašinskog vida je analiza slika radi izdvajanja podataka za kontrolu procesa ili aktivnosti. Drugim rečima, procesi mašinskog vida su usmereni ka prepoznavanju stvarnih objekata i dodeljivanju osobina tim objektima, tj. razumevanju šta oni predstavljaju. Skoro da ne postoji standardizacija po pitanju procesa koji se koriste u mašinskom vidu. I pored toga, prvi korak je uvek akvizicija slike, obično pomoću kamere, objektiva i osvetljenja koji su dizajnirani da pruže diferencijaciju kakvu zahteva naknadna obrada. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Josif Tomić, docent. Marko Lakaj, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad PROGRAMSKI PAKET LABVIEW UDK: LabVIEW, proizvod kompanije National Instruments (skraćeno NI), koriste milioni inženjera i naučnika za razvijanje sofisticiranih mernih, test i kontrolnih sistema. Nudi integraciju sa hiljadama hardverskih uređaja, pruža stotine ugrađenih biblioteka za napredne analize i prikaz podataka i predstavlja odličan alat za izradu gotovo neograničenog broja aplikacija. Baziran je na korišćenju PC računara i različitih vrsta merno-akvizicionih komponenti. LabVIEW (skraćeno od Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) je grafički programski jezik koji za formiranje aplikacija koristi ikone umesto tekstualnog koda. Za razliku od tekstualnih programskih jezika, gde se izvršavanje programa određuje instrukcijama, u LabVIEW-u se za izvršavanje programa koristi protok podataka. Programi pisani, možda je, pak, bolje reći pravljeni (jer je tekstualni kod sveden na minimum), u LabVIEW-u, nazivaju se Virtualnim Instrumentima (skraćeno VI). Razlog tome je što njihova pojava i operacije imitiraju fizičke instrumente kao što su, npr. osciloskopi i multimetri [2]. Pri tome, treba biti obazriv sa korišćenjem termina virtualni, jer se pod njim u merenjima, kao što je pomenuto, ne podrazumeva samo simulacija rada, već realan instrument koji poseduje neophodan hardver (najčešće akvizicionu karticu opšte ili posebne namene), a način rada se definiše programom. Kod objektno orijentisanih programskih jezika (kao LabVIEW, Delphy, Visual Basic i dr.) prednja ploča instrumenta se zamenjuje tzv. front panelom na ekranu računara [1]. U daljem tekstu, pod terminom virtualni instrument, podrazumeva se program kreiran u LabVIEW-u, kome su asocirana dva prozora front panel i blok dijagram. VI kreiran u LabVIEW-u ima ekstenziju.vi. U LabVIEW-u, kao i u drugim objektno orijentisanim jezicima, korisnički interfejs tj. front panel se gradi posredstvom alatki nad skupom objekata. U LabVIEW-u objekti mogu biti upravljački i indikatorski, a putem njih korisnik može interaktivno da učestvuje u izvršavanju programa. Upravljački objekti predstavljaju ulazne terminale koji mogu biti razne varijante prekidača, preklopnici, klizači, potenciometri i ostali ulazni uređaji. Indikatorski objekti predstavljaju izlazne terminale koji mogu biti razne vrste grafova, LED dioda i ostalih prikazivača. Nakon izgradnje front panela, dodaje se kod kojim se vrši upravljanje nad postavljenim objektima. Kod je grafička reprezentacija funkcija kojima se to upravljanje obavlja. Blok dijagram je prozor koji se simultano otvara sa otvaranjem front panela i sadrži izvorni kod programa u grafičkom obliku. Grafički oblik je taj koji daje akcenat

133 na protok podataka i samim tim se problem postavlja u ravan jasnog fizičkog poimanja. Samo rešavanje problema dobija prirodniji oblik, a informacija i njen tok ovom predstavom dobijaju prioritet. Front panel objekti pojavljuju se kao terminali na blok dijagramu. Naime, postavljanjem objekta na front panelu, automatski se njegov terminal postavlja na blok dijagramu. Terminali predstavljaju ulazne, odnosno izlazne tačke na kojima se vrši razmena informacija između front panela i blok dijagrama [3]. Terminali mogu biti ulazni, ako predstavljaju upravljačke objekte sa front panela, odnosno izlazni, ako predstavljaju indikatorske objekte. Terminali svojim izgledom (bojom i oblikom), ujedno predstavljaju i tip podataka odgovarajućih objekata sa front panela. Objekti blok dijagrama razmenjuju podatke putem žica. Svaka žica ima jedinstven izvor podataka, dok njen kraj može voditi do većeg broja objekata. Žice su različitog oblika, boje i debljine u zavisnosti od tipa podataka koji se prenose njima. Čvorovi su objekti na blok dijagramu sa sopstvenim ulazima i/ili izlazima i izvršavaju određene operacije prilikom startovanja VI-a. Oni su analogija iskazima, operatorima, funkcijama i pod-rutinama kod tekstualno koncipiranih programskih jezika. Pošto u LabVIEW-u važi da proces izvršavanja programa kontroliše protok podataka, a ne koda, i pri tome pozicija na dijagramu nije bitna, vodeći princip je da čvor ne izvršava svoju funkciju sve dok podaci, preko žica, ne stignu do svih ulaza, u isti. Strukture su grafički reprezenti petlji i slučaj (case) iskaza iz tekstualno koncipiranih programskih jezika. Koriste se na blok dijagramu radi višestrukog ponavljanja željenog koda, uslovnog izvršavanja koda ili pak izvršavanja specifičnim redosledom. primer, nemoguće je primeniti logički operator AND na kompleksnu sliku. 4. PROSTOR BOJE Razni proizvodi i aplikacije koriste različite prostore boja. Ljudi opažaju boju po parametrima kao što su sjaj, nijansa i intenzitet, dok kompjuteri opažaju boju kao kombinaciju crvene, zelene i plave. Štamparska industrija koristi svetlo-plavu, magenta i žutu kako bi opisali boje. Sledi lista opštih prostora boja: RGB Bazira se na crvenoj, plavoj i zelenoj. Koriste ga kompjuteri za prikaz slike. HSL Bazira se na nijansi, zasićenosti i osvetljenju. Koristi se u aplikacijama za obradu slike. CIE Bazira se na sjaju, nijansi i gustini boje. Definisan od strane Commission Internationale de l Eclairage ( Internacionalne Komisije Za Osvetljenje) kao različiti osećaji boje koje ljudsko oko opaža. CMY Baziran na svetlo-plavoj, magenta i žutoj. Koristi se u štamparskoj industriji. YIQ Razdvaja informaciju o osvetljenosti (Y) od informacije o samoj boji (I i Q). Koristi se u televizijskoj radio-predaji 3. DIGITALNE SLIKE Slika je 2D niz vrednosti koje predstavljaju intenzitet svetla. Za svrhu obrade slika, termin slika odnosi se na digitalnu sliku. Slika je funkcija intenziteta svetla gde je f osvetljenost tačke (x, y), a x i y su prostorne koordinate elementa slike, tj. piksela. Po dogovoru, prostorna referenca piksela sa koordinatama (0, 0) je locirana u gornjem, levom uglu slike. Slika 4.1: RGB kocka 5. UPOREĐIVANJE BOJA Slika 3.1. Prostorna referenca piksela (0, 0) Definicija slike označava broj nijansi koje se mogu videti na slici. Bitska dubina slike je broj bita koji se koristi za kodovanje vrednosti piksela. Za datu bitsku dubinu n, slika ima definiciju 2 n, što znači da piksel može da ima 2 n različitih vrednosti. NI Vision biblioteke manipulišu sa tri tipa slika: sivo-nijansirane, slike u boji i kompleksne slike. Iako NI Vision podržava sva tri tipa slike, izvesne operacije na određenim tipovima slika nisu moguće. Na Upoređivanje boja govori o tome koje boje i koja količina boje postoji u delu slike i koristi ovu informaciju za proveru da li druga slika sadrži iste boje u istoj meri. Pomoću upoređivanja boja kreira se slika ili se biraju delovi slike koji sadrže informaciju o boji koju želimo da koristimo kao referencu. Informacija može sadržati jednu ili više boja. Softver mašinskog vida zatim raspoznaje 3D informaciju boje u slici i predstavlja ovu informaciju u 1D prostoru spektra. Aplikacija mašinskog vida upoređuje boje na celoj slici ili jednog dela slike sa raspoznatim spektrom, izračunavajući rezultat za svaki region, koji govori u kojoj meri boje u delu slike odgovaraju bojama prezentovanim u spektru. Upoređivanje boja se koristi u aplikacijama kao što su identifikacija boja, pregled boja i u ostalim aplikacijama koje zahtevaju upoređivanje boja. 1625

134 5.1 Identifikacija boja Identifikacijom boja se raspoznaje objekat upoređivanjem informacije boja u slici tog objekta sa datotekom referentnih boja koje odgovaraju predefinisanim tipovima objekata. Objektu se dodeljuje oznaka koja odgovara tipu objekta sa najsličnijom referentnom bojom u datoteci. Upoređivanje boja se koristi kako bi se odredile boje za sve predefinisane tipove objekata. Zatim aplikacija mašinskog vida upoređuje boje na slici objekta sa referentnim spektrima. Objekat dobija oznaku spektra sa kojim se boje najviše podudaraju Upoređivanje rasporeda boja Tokom faze upoređivanja, spektar dobijen od slike ili regiona slike se upoređuje sa referentnim spektrom. Rezultat se izračunava na osnovu sličnosti ta dva spektra koristeći Manhattan distancu između dva vektora. Nejasna težinska funkcija (fuzzy weighting function) se primenjuje na oba spektra pre izračunavanja rastojanja između njih. Rezultat, koji se kreće od 0 do 1000, definiše sličnost između ova dva spektra. Rezultat 0 govori da nema sličnosti, dok rezultat 1000 predstavlja savršeno poklapanje. Slika 5.2 ilustruje proces upoređivanja. 5.2 Inspekcija boja Inspekcija boja detektuje jednostavne nedostatke kao što su komponente boje koje nedostaju ili su neodgovarajuće, nedostaci na površinama objekata, ili štamparske greške na oznakama objekata. Upoređivanje boja se koristi kod ovih aplikacja ukoliko regioni od interesa predefinišu objekte ili oblasti koji podležu inspekciji u slici. Ovi regioni se mogu definisati, ili oni mogu predstavljati izlaz nekih drugih instrumenata za mašinski vid. Raspored osigurača u razvodnim kutijama pri automobilskom spajanju se lako definiše regionima interesa. Upoređivanjem boja se utvrđje da li su svi osigurači na broju i na pravim mestima. Slika 5.1 prikazuje primer aplikacije inspekcije kutije sa osiguračima u kojoj se tačna lokacija osigurača na slici specifira regionima interesa. Upoređivanjem boja upoređuje se boja osigurača u svakom regionu sa bojom koja je očekivana u tom regionu. Slika 5.1 Inspekcija osigurača upoređivanjem boja 5.3 Razvrstavanje boja Razvrstavanje deli objekte spram atributa kao što su boja, veličina i oblik. U mnogim aplikacijama, posebno u farmaceutskoj i industriji plastike, objekti se sortiraju prema boji, kao što su pilule i tablete. U automatskim aplikacijama mašinskog vida, vizualni prikaz proverenih materijala ili komponenti se menja zbog faktor kao što su orijentacija dela, promene veličine i svetlosti. Program za inspekciju zadržava svoju sposobnost lociranja referentnih šablona, uprkos ovim promenama. Takođe, pruža precizne rezultate tokom sledećih situacija: orijentacija šablona i višestruke instance, ambijentalno osvetljenje i šum. Slika 52: Upoređivanje sličnosti dva spektra 5.5. Lociranje boja Lociranje boja se koristi za brzu pretragu poznatih regiona na slici. Pomoću lokacije boja, kreira se model ili šablon koji predstavlja boje koje se pretražuju. Zatim mašinski softver traži model u svakoj dobijenoj slici, i proračunava sličnost. Rezultat pokazuje u kojoj meri boje modela odgovaraju bojama u pretraženim regionima. Boja pojednostavljuje problem jednobojne vizuelne inspekcije tako što poboljšava kontrast ili izdvaja objekte iz pozadine. Algoritmi lokacije boja pružaju jednostavan način za lociranje regiona na slici sa specifičnom bojom. Lociranje boja se koristi kada aplikacija ima sledeće karakteristike: Zahteva lokaciju i broj regiona u slici sa specifičnom informacijom o boji, oslanja se na kumulativne informacije boje u regionu, umesto na to kako su boje rasoređene u regionu, ne zahteva orijentaciju regiona, ne zahteva lokaciju sa pod-pikselnom tačnošću. Lociranje boja u NI Vision-u meri sličnost između idealne reprezentacije karakteristike, model, i karakteristike koja se pojavljuje na slici. Karakteristika lociranja boja je definisana kao region u slici sa specifičnim bojama. Lociranje boja je korisno u mnogim aplikacijama. Lociranje boja pruža aplikacji informaciju o broju instanci i lokacija šablona u slici. Lociranje se koristi u sledećim aplikacijama inspekcija, identifikacija i sortiranje. 1626

135 5.6. Orijentacija šablona i višestruke instance Program za lokaciju locira referentne šablone u slici, čak i ako su šabloni rotirani ili uvećani/umanjni. Kada je šablon rotiran ili uvećan na slici, program detektuje sledeće: Šablon u slici Poziciju šablona u slici Višestruke instance šablona u slici Zbog toga što lociranje radi samo na obojenim regionima i ne koristi nikakve informacije o obliku, ne traži ugao rotacije. Ono samo locira poziciju regiona u slici čija veličina odgovara šablonu koji sadrži slične boje. Program lociranja nalazi referentni šablon u slici pri ravnomernim promenana osvetljenja na slici. Takođe, pronalazi šablon i pri neravnomernim promenama, kao što su senke. Razvrstavanje sortira semplove različitih oblika. Na primer, klasifikacijom se mogu razvrstati različiti mašinski delovi na pokretnoj traci. Primeri aplikacije koja uključuje klasifikaciju ili identihikaciju bile bi određene klase definisane od strane korisnika. Inspekcija (provera) proverava sempl tako što dodeljuje svakom semplu identifikacioni rezultat a zatim odbacuje semplove koji se ne poklapaju sa već naučenim nizom. Primeri bi bili Pass (uspeh) ili Fail (neuspeh). 7. ZAKLJUČAK S obzirom na sve rapidniji razvoj tehnologije, koncept virtuelne instrumentacije se zastupa sve više i više, na svim poljima. Njegove beneficije inženjerima u vidu povećanja produktivnosti i tačnosti merno-akvizicionih uređaja predstavljaju krupan korak u tehnološkom razvoju. Stare, tradicionalne i robusne instrumente polako zamenjuju virtuelni, superiorniji instrumenti sa većom tačnošću merenja, za koje je dovoljan samo dodatni hardver i PC računar. 8. LITERATURA Slika 5.3: Primeri ambijentalnog osvetljenja 6. KLASIFIKACIJA BINARNIH DELOVA Klasifikacija binarnih delova prepoznaje nepoznati binarni sempl (uzorak) poređenjem niza njegovih važnih karakteristika sa nizom karakteristika koje predstavljaju klase poznatih semplova. Klasifikacija uključuje dve faze: trening i klasifikaciju. Trening je faza tokom koje softveru izlažemo tipove semplova koje želimo da klasifikujemo. Može se izložiti bilo koji broj semplova i kreiraju se klase, koje se kasnije porede sa nepoznatim semplovima tokom faze klasifikacije. Klase se čuvaju u klasifikator folderu. Trening može biti proces koji se izvršava samo jednom, ili može da predstavlja inkrementalni proces koji se ponavlja radi dodavanja novih klasa ili za kreiranje nekoliko klasa. Klasifikacija je faza tokom koje aplikacija klasifikuje nepoznati sempl sa slike u neke od izloženih klasa. Faza klasifikacije klasifikuje sempl spram sličnosti njegovih karakteristika sa karakteristikama već istreniranim semplovima. Potreba za klasifikacijom je uobičajena potreba kod mnogih aplikacija mašinskog vida. Tipične aplikacije uključuju: [1] Josif Tomić, Milan Milovanović, "Virtualna instrumentacija primenom LabVIEW programa", FTN Grafički centar GRID, Novi Sad, [2] LabVIEW Basics I Introduction Manual, National Instruments Corporation, Austin, Texas, [3] LabVIEW User Manual, National Instruments Corporation, Austin, Texas, ] IMAQ Vision for LabVIEW User Manual, National Instruments Corporation, Austin, Texas, [5] NI Vision Assistant Tutorial, National Instruments Corporation, Austin,Texas, [6] NI IMAQ Concepts Manual, National Instruments Corporation, Austin, Texas, [7] NI-IMAQ for USB Cameras User Guide, National Instruments Corporation, Austin, Texas, Kratka biografija: Marko Lakaj rođen je u Sremskoj Mitrovici godine. Diplomski-master rad je odbranio godine na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Elektrotehnike i računarstva Instrumentacija i merenja. 1627

136 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad EDITOR STATIČKOG MODELA PODATAKA DISTRIBUTIVNOG ELEKTROENERGETSKOG SISTEMA POWER DISTRIBUTION NETWORK MODEL EDITOR Oblast - ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj U radu je predstavljen softverski alat za ažuriranje statičkog modela podataka elektroenergetskog sistema, kao i njegova primena na konkretnim primerima. Rešenje je realizovano uz oslonac na CIM i GDA standard, XML jezik i Factory method dizajn obrazac. Abstract The paper describes a software tool for distribution network model updating, and its application to concrete examples. Presented solution is implemented in accordance to the CIM and GDA standard, XML language and Factory method design pattern. Ključne reči XML, CIM, GDA, Factory method, elektroenergetski sistem, editor. 1. UVOD Softver za rukovanje elektrodistributivnom mrežom predstavlja tehničko-informacioni sistem koji omogućava kompletan uvid u tehničke podatke, analizu rada elektrodistributivne mreže, primenu ekspertskih metoda za unapređenje rada sistema, kao i upravljanje i planiranje u elektrodistributivnom sistemu. Za rad ovog softvera su neophodni egzaktni podaci o elektrodistributivniom sistemu. Ovi podaci se preuzimaju najčešće iz Geografskog informacionog sistema (GIS), u dogovorenom formatu (CIM/XML) [3]. Ovakvi podaci obrazuju model. Ukoliko preuzeti podaci nisu potpuni ili validni, potrebno ih je dopuniti ili ispraviti pre preuzimanja. Pošto se ovi podaci nalaze u bazi podataka, njihovo ažuriranje podrazumeva obavljanje odgovarajućih transakcija nad bazom podataka. Baza podataka se nalazi na serveru, a komunikacija sa njom se ostvaruje posredstvom posrednika (Proxy). Podrazumeva se da se posredniku prosledi u odgovarajućem formatu lista izmena podataka iz modela. Primer ažuriranja podataka iz modela je inicijalno postavljanje nominalnog statusa (Normal Status) na vrednost otvoren (Open) za sve primerke tipa prekidač (Breaker) u celom modelu. Da bi se pomenuto ažuriranje obavilo, potrebno je definisati akciju. U ovom slučaju reč je o izmeni postojećeg stanja (Update). Zatim, potrebno je definisati tip elementa nad kojim se vrši akcija. U ovom slučaju to je prekidač (Breaker). Nakon toga potrebno je označiti atribute koji će biti promenjeni i njihove nove vrednosti. U ovom primeru menja se atribut status prekidača (Normal Status). Nova vrednost tog atributa je otvoren (Open). NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio prof. dr Miroslav Hajduković. Dušan Ivetić, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad 1628 UDK: Na kraju neophodno je definisati uslov, koji označava prekidače čiji status će biti promenjen. U ovom primeru radi se o trofaznim prekidačima. To znači da će uslov biti definisan posredstvom atributa (phases) koji označava faznost prekidača. Vrednosti ovog atributa ukazuju da trofazni prekidač obuhvata sve tri faze (ABC) ili sve tri faze i uzemljenje (ABCN). Prema tome, pomenuti uslov se može izraziti logičkim iskazom: Phases = ABC OR Phases = ABCN. Ažuriranje podataka iz modela, predstavljeno prethodnim primerom, mora biti saopšteno posredniku (Slika 1.1) u formatu koji nije pristupačan naivnom korisniku. Takav format je pristupačan samo specijalizovanom programeru, koji detaljno poznaje interfejs posrednika i model datog elektrodistributivnog sistema. Da bi svaka izmena podataka iz modela bila arhivirana, radi dokumentovanja izvršenih izmena ili radi njihovog ponovnog izvršavanja, zgodno je da izmena bude opisana u (za čoveka) čitljivom obliku. Jedan način da se to postigne je da izmena bude u obliku XML [2] dokumenta, koji se u ovom radu naziva skripta. Svaka skripta sadrži tip elementa čiji primerci se ažuriraju, spisak atributa koji se ažuriraju, njihove vrednosti koje učestvuju u ažuriranju, vrstu akcije koja će izazvati željeno ažuriranje, kao i uslov koji će odrediti na koje primerke odabranog tipa elementa se ažuriranje odnosi. Predmet ovoga rada je razvoj softverskog alata koji će omogućiti generisanje i skladištenja skripti, kao i njihovo izvršavanje. Ovakav alat će omogućiti da korisnik, koji ne poznaje način rada posrednika, ali poznaje elektrodistributivni sistem, može da generiše i izvršava skripte, bez direktnog posredovanja upućenog programera. Pomenuti softverski alat treba da omogući generisanje skripti koje opisuju kreiranje novih podataka (Create), čitanje (Read), izmenu (Update) ili brisanje postojećih podataka (Delete) u modelu. Softverski alati koji omogućavaju ovakvo rukovanje podacima se nazivaju CRUD (Create, Read, Update, Delete) alati [5]. Za CRUD alate je važno da budu generički i efikasni. Oni ne treba da zavise od specifičnosti posmatranog modela elektrodistribucionog sistema. U ovom radu je opisan CRUD alat koji je nazvan Network Model Editor. 2. IMPLEMENTACIJA EDITORA Za razvoj Network Model Editor aplikacije je korišćen Microsoft.NET Framework kao razvojno okruženje..net Framework predstavlja konzistentno objektno orijentisano okruženje za različite aplikacije u kome će se kod lako i sigurno izvršavati. Za implementaciju aplikacije korišćen

137 je programski jezik C#, koji predstavlja standardan jezik kada je u pitanju.net. Podrazumeva se da aplikacija Network Model Editor, preko posrednika (Proxy) komunicira sa bazom podataka (Data Base), koja čuva sve informacije o modelu elektrodistributivnog sistema (slika 2.1). Proces editovanja podataka podrazumeva da Network Model Editor, generiše listu potrebnih izmena nad modelom i prosledi ih posredniku. Posrednik dalje listu izmena prosledi bazi podataka, koja ih primenjuje. Baza podataka obavlja transakciju i svaku izmenu iz liste izvršava zadatim redom, dovodeći se tako u konzistentno stanje. Ukoliko neku od izmene nije moguće izvršiti nad podacima u bazi podataka, transakcija se prekida, a izmene koje su se uspešno izvršile, se rollback-uju. Inače ako se potrebna izmena podataka uspešno izvrši, transakcija se zavšava i commit-uje. sadrže opis izmena modela. Skripte se čuvaju u XML formatu. Serijalizacija i deserijalizacija skripti u/iz XML fajla se odvija pomoću standardnih klasa iz.net Framework-a predviđenih za tu funkciju. Klasa Script predstavlja internu objektnu reprezentaciju jedne izmene koja sa vrši nad nekim resursom. Osnovni atributi su: naziv skripte, resurs nad kojim se izvršava skripta, akcija koja se primenjuje nad resursom (može da bude Insert, Update ili Delete), lista atributa nad kojim se vrši akcija, zajedno sa novim vrednostima atributa i uslov kojim se definiše nad kojim instancama resursa će se vršiti navedene izmene u skripti, kao i opis skripte i vreme i datum kreiranja skripte. Slika 2.1 Grafički prikaz komunikacije aplikacije Network Model Editor i baze podataka Posrednik, koji je korišćen u ovom radu, komunikaciju sa bazom podataka ostvaruje uz oslonac na Generic Data Access (GDA) [4] i Windows Communication Foundation (WCF) [6]. Specifikacija funkcija implementiranog editora je prikazana na dijagramu slučajeva korišćenja (Use Case) (slika 2.2). Prikaz osnovnih klasa i veza među njima sadrži klasni dijagram (slika 2.3). Slika 2.2 Diagram slučajeva korišćenja rešenja MainForm je osnovna klasa koja omogućuje prikaz glavnog dijaloga prilikom startovanja aplikacije. Ona poseduje listu skripti - instanci klase Script, koje u sebi 1629 Slika 2.3 Klasni dijagram osnovnih klasa rešenja Klasa MainForm u sebi sadrži listu naziva svih tipova resursa, koji obrazuju statički model elektrodistributivnog sistema. Nad ovim resursima se mogu vršiti izmene. Lista svih tipova resursa se čuva u atributu MainForm: clasids koji je tipa HashSet. Preko javnog property-ja ova lista je dostupna ostalim klasama. Glavna funkcija ove klase se ogleda u izvršavanju učitanih skripti. Algoritam izvršavanje skripte se može dekomponovati na četiri glavna koraka. Prvim korakom se pronalaze sve instance resursa nad kojim će se izvršiti akcija. Lista svih instanci određenog resursa se stavlja u promenljivu listresources. U slučaju da se skriptom vrši akcija Delete ili Update, lista listresources se popunjava pomoću metode GetExtentValues Proxy-ja, ako nije definisan uslov filtriranja. Suprotno, ako je uslov filtriranja definisan, koristi se druga metoda Proxy-ja GetFilteredExtentValues. Uslov, koji je string vrednost, se prvo preko određenog parsera prevodi u instancu klase koja predstavlja validan uslov za resurs. Dalje tu instancu prosleđujemo kao vrednost parametra pomenute metode Proxy-ja. Ako se skriptom vrši akcija Insert, kreira se novi resurs sa globalnim identifikatorom, koga generiše klasa IDGenerator. Kreirani resurs predstavlja jedinu instancu resursa nad kojim se u narednim koracima vrši akcija. U drugom koraku se svim atributima resursa, kojima po skripti treba dodeliti novu vrednost (takođe definisana u skripti), ona i dodeli. Ovaj korak ima smisla primeniti samo za akcije Insert i Update. Nova vrednost atributa može biti zadata kao konstanta odgovarajućeg tipa ili putem formule. Formula predstavlja algebarsku formulu u

138 kojoj se može naći oznaka za obeležavanje stare vrednosti atributa. Za izračunavanje nove vrednosti atributa koristi se instanca klase TypeElementCreator. Ovom klasom je omogućeno generisanje atributa sa novom vrednošću. Ova klasa, na osnovu tipa određenog atributa, određuje kako da obezbedi novu vrednost, zadatu pomoću konstante ili formule. Ovaj postupak dobijanja nove vrednosti će kasnije detaljnije biti opisan. Promenom vrednosti atributa, lista listresources se dovodi u validno stanje. Treći korak se sastoji iz kreiranja objekta sa neophodnim informacijama o potrebnim izmenama modela, koji se prosleđuje posredniku, da bi ih on izvršio. Objekat sadrži listu izmena koja se popunjava pomoću metode AddDeltaOperation, tako što se kao vrednost parametra prosleđuju: tip akcije koja se primenjuje nad resursom (Insert, Delete ili Update) i resurs nad kojim se primenjuje navedena akcija. Lista resursa se nalazi u promenljivoj listresources. Četvrti korak predstavlja prosleđivanje liste izmena, preko metode Proxy-ja ApplyUpdates, bazi podataka, koja obavlja izmena nad modelom. U koliko se izmene uspešno primene, dobija se obaveštenje o uspešnom izvršenju akcije. U predhodnom tekstu je navedeno da se, uz pomoć klase TypeElementCreator, generiše nova vrednost atributa. Klasa TypeElementCreator ima ulogu kreatora Factory Method [1] dizajn obrasca. Odgovarajući klasni dijagram sadrži slika 2.4. Apstraktna klasa TypeElementCreator sadrži apstraktnu metodu za pravljenje novog atributa, makeupdateproperty, čija povratna vrednost je instanca klase Property, koji ima ulogu proizvoda u već pomenutom šablonu. Za svaki tip atributa, tj. Property koji može da ima vrednost tipa: bool, byte, int, long, float, enum, string, DateTime ili vektor tih vrednosti, napisan je odgovarajući konkretni kreator, koji nasleđuje TypeElementCreator i implementira ili redefiniše njegove abstract-ne metode. Najbitnija metoda je već pomenuta metoda makeupdateproperty. Preko parametara ove metode se prosleđuje atribut i stara instanca resursa koju je potrebno izmeniti. Svi kreatori sadrže u sebi polje u koje se unosi radi čuvanja nova vrednost. Ta nova vrednost može da bude zadata kao formula u kojoj može da učestvuje i stara vrednost tog atributa ili predstavlja konstantu tipa tog atributa. Da bi se izgenerisala nova vrednost u slučaju konstante postupak je jasan. Ukoliko se pak radi o formuli, za svaki tip atributa, tj. svaki konkretni kreator, treba implementirati parser koji će je parsirati i izračunati traženu novu vrednost. Zbog toga su implementirana četiri parsera: IntParser (parser za cele brojeve), DecimalParser (parser za realne brojeve), StringParser (parser za nestruktuiran tekst) i DateTimeParser (parser za vrednosti tipa vreme i datum). Slika 2.4 Klasni dijagram primenjenog Factory Method dizajn šablona u rešenju 1630

139 Svaki od parsera predstavlja Singleton [1] klasu koja poseduje metodu check za proveru validnosti formule koju želimo rešiti i metodu Solve za njeno rešavanje. Pošto konkretni kreator poseduje: atribut čiju vrednost je potrebno izmeniti, staru vrednost tog atributa, novu vrednost zadatu u obliku konstante ili formule i parser koji izračunava vrednost formule za tip podataka traženog atributa, kreator lako izgeneriše atribut sa novom vrednošću i vrati ga kao povratnu vrednost već pomenute metode makeupdateproperty. Princip rada IntParser i DecimalParser-a su slični, pa će biti predstavljen samo jedan, IntParser. Procesu pisanja prethodi proces definisanja validnosti formule, tj. mora postojati znanje o tome šta je validna formula. U slučaju celih brojeva validna formula je algebarska formula koja se može napisati pomoću malih zagrada ( ), celobrojnih operanada, oznake za staru vrednost [oldvalue] i operatora sabiranja +, oduzimanja - i množenja *. Najveća i najmanja vrednost celih brojeva je ograničena veličinom tipa atributa za koga je parser napisan (byte, int, long). Kod DecimalParser-a razlika se ogleda u tome što u operande, pored celih ulaze i realni brojevi, a operatori su prošireni sa operatorima: delenja / i stepenovanja ^. Validna formula za StringParser je bilo kakav tekst. Ovaj parser je napisan samo iz razloga proširivanja starih vrednosti atributa. Tekst kojim se proširuje stara vrednost se dodaje pomoću operatora za konkatanaciju + primenjenog na oznaku [oldvalue]. DateTimeParser parsira krajnje jednostavne formule pomoću koji se postiže da se stara vrednost uveća + ili umanji - za određeni multipl date jedinice vremena. Odrednice vremena se obeležavaju znacima: d (dan - day), M (mesec - month), y (godina - year), h (sat - hour), m (minut - minute) i s (sekund - second). Vrednost i oznaka određene vremenske odrednice se može izostaviti. Ukoliko se navodi, mora se navesti u tačnom redosledu, kao što je navedena u listi (npr. ne možemo navesti broj sati h pre broja meseci M itd). Druge tri bitne funkcije klase MainForm su generisanje nove skripte kojom se može vršiti akcija dodavanja, brisanja ili izmene. Za svaku akciju je napisana posebna klasa: InsertScriptForm, DeleteScriptForm, UpdateScriptForm koja predstavlja Windows.Forms, koja se prikazuje kada kliknemo na odgovarajuće dugme na MainForm. 3. ZAKLJUČAK Implementirani alat značajno ubrzava proces generisanja skripti. Prosečnom programeru je potrebno da napiše novu skriptu u proseku od 5 do 15 minuta. Upotrebom ovoga alata se ista skripta može generisati u proseku od pola do tri minuta, u zavisnosti od složenosti same skripte. Ovim je postignuto da je proces izrade skripti značajno ubrzan. Pored navedenog, primenom ovog alata nije potrebno da skripte generiše programer, već to može učiniti svako, ko poseduje znanje o statičkom modelu podataka elektrodistributivnog sistema. Implementirani editor omogućuje efikasno ažuriranje statičkih podataka modela elektrodistributivnih sistema. Jednostavnost upotrebe ovog alata je jedna od njegovih ključnih karakteristika. Proces izrade skripte se ovim alatom značajno ubrzao, čak 3 do 10 puta. Mogući nastavak rada bio bi u smeru unapređenja grafičkog interfejsa, da bi korisniku još više bilo olakšano korišćenje alata. Zatim bi se mogla proširiti funkcionalnost akcije Update sa mogućnošću postavljanja vrednosti atributa niza resursa, na neke već postojoće vrednosti atributa nekog drugog niza resursa. Slično bi se moglo uraditi i sa akcijom Insert. Pored toga mogla bi se proširiti akcija Delete kaskadnim brisanjem i dozvoliti mogućnost izvršivanja svih akcija nad grupom resursa, tj. svim resursima koji nasleđuju istog pretka. 4. LITERATURA [1] Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, and John Vlissides (the GangOfFour), Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software, Addison-Wesley Professional, November 10, 1994 [2] Extensible Markup Language: [3] IEC Ed.3.0: International Electrotechnical Commission. Draft IEC 61970: Energy Management System Application Program Interface (EMS-API) Part 301: Common Information Model (CIM) Base, 3th edition. IEC, [4] IEC Ed.1: Energy management system application program interface (EMS-API) Part 403: Generic data access, Final draft, [5] Martin James, Managing the Data-base Environment, Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice-Hall, 1983 [6] Michele Leroux Bustamante, Hosting WCF Services, CODE Magazine: rintmode=true/(2012) Kratka biografija Dušan Ivetić rođen je u Livnu, BIH godine. Fakultet tehničkih nauka upisao je godine na smeru za Računarstvo i automatiku. 1631

140 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad IMPLEMENTACIJA PROTOKOLA NTP ZA VREMENSKU SINHRONIZACIJU SCADA MREŽNIH STANICA IMPLEMENTATION OF NTP PROTOCOL FOR TIME SYNCHRONIZATION AMONGST THE SCADA NETWORK STATIONS Dušan Mihajlović, Branislav Atlagić, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj Ovaj rad nastao je sa ciljem da se proširi i unapredi sinhronizacija vremena u SCADA sistemima radi zadovoljenja potrebne tačnosit sinhroni- U zacije vremena između distribuiranih čvorova sistema. radu su opisani osnovni principi funkcionisanja NTP protokola, razvijeno programsko rešenje, kao i njegovo testiranje i detaljna analiza dobijenih rezultata sinhro- the nizacije vremena. Abstract This work is aimed to expand and improve time synchronization in SCADA systems in order to satisfy the required accuracy of time synchronization amongst the network stations.this paper presentss the basic principles of NTP protocol and proposes a software solution. Also, this paper presents test results and detailedtime synchronizations data analysis. Ključne reči:vremenska sinhronizacija, protokol, NTP, SCADA. 1. UVOD U računarskim mrežama koje čine serveri različitog tipa (aplikativni, komunikacioni, baze podataka) ili klasteri servera, često je potrebnoo ostvariti preciznu vremensku sinhronizaciju između svih članova mreže. Na primer, ukoliko u serverskoj mreži jedne banke postoje dva servera za baze podatakaa od kojih je jedan zadužen za evidentiranjee uplata na račune klijenata a drugi za evidentiranjee isplata, vremenska nesinhronizovanost ova dva računaraa kasnije može usloviti netačne informacije vezane za redosled uplata i isplata. U industrijskim distribuiranim upravljačkim sistemima, kao što su SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) sistemi, sinhronizacija vremena predstavlja kritičan deo infrastructure [1]. Mnogi procesi u SCADA sistemima zahtevaju da lokalni časovnici individualnih procesnih stanica, kao i nadzorno upravljačkih stanica budu sinhronizovani. Zahtevi za tačnošću lokalnih časovnika i njihovom preciznošću su znatno strožiji u SCADA nego u drugim tipovima distribuiranih sistema. Sinhronizacija vremena u distribuiranim sistemima se može obavljati na različite načine. Tradicionalno, vremenska sinhronizacija se obavlja posredstvom namenskih uređaja, najčešće korišćenjem NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Branislav Atlagić, vanredni profesor. IRIG-B serijskog protokola, gde je moguće ostvaritii preciznost u opsegu od 100 mikrosekundi. Sledeći metod sinhronizacije vremena se oslanja na korišćenje radio signala koji sadrže vremenskee informacije u sebi, a emituju ih GPS (Global Positioning System) sateliti. Ovim metodom se postiže najvećaa preciznost (ispod 100 ns), ali nedostatak je velika cena pretećih uređaja kao i visoki troškovi održavanja.pored toga, GPS uređaji zahtevaju neometan pogled prema nebu, zbog čega ne rade unutar zgrada, ispod vode i u sličnim uslovima. Trenutno najzastupljenije sinhronizacione metode za distribuciju vremena obavljaju se posredstvom paketskee računarske mreže. Najpopularniji predstavnici metoda ovog tipa su NTP (Network Time Protocol) i pojednostavljen SNTP (Simplee Network Time Protocol).. Ove metode omogućavaju vremensku sinhronizaciju u LAN ili WAN mreži. NTP ostvaruje najmanju preciznost sinhronizacije u odnosu na ostale metode, tipično oko 10 ms u WAN mreži i oko 1 ms u LAN mreži [2] NTP PROTOKOL UDK: NTP (Network Time Protocol) je protokol aplikativnog nivoa koji za rad koristi usluge UDP protokola transportnog nivoa a podrazumevani port je 123. Jedan od glavnih problema vezan za sinhronizaciju vremena putem računarskih mreža jeste varijabilnost vremena potrebnog da se podaci sa NTP servera prenesu do klijenta. Za rešavanje ovog problema u NTPprotokolu se koristii algoritam koji je Kejt Marculo predstavio godine u okviru svoje doktorske disertacije. Za korišćenje NTP protokola je potrebno imati NTP server u lokalnoj mreži ili koristiti neki od javno dostupnih NTP servera na Internetu (npr. ntp.nasa.gov). Takođe, jedan od najboljih pristupa jeste podešavanje automatske periodičnee sinhronizacije na svim klijentima. S obzirom na to da proces sinhronizacije ne zahteva značajne mrežne, procesorske i memorijske resurse period između sinhronizacija se može postaviti i veoma kratkim, posebno u situacijama kod kojih interni časovnicii računara pokazujuu znatno odstupanje Implementacioni model NTP protokola Slika 2.1- Implementacioni modelprikazuje tipičnu višenitnu implementaciju protokola NTP na svakom od distribuiranih računarskih čvorova. Dva procesa su dodeljena svakoj stanici: proces za prijem poruka od strane servera ili referentnog časovnika, i proces za slanje porukau suprotnom smeru. Klijent šalje pakete ka jednom

141 ili više servera, server razmenjuje izvornu i odredišnu adresu i portove, popunjava određena polja paketa i vraća ih momentalno (u klijent/server režimu) ili malo kasnije (u simetričnom režimu). Prvi paket poslat odstrane entiteta A sadrži početno vreme. Entitet B prima paket u trenutku vremena.u to vreme ili nešto kasnije u trenutku entitet B šalje paket entitetu A koji sadrži vremena, i vreme slanja. Sva tri vremena zaglavlja paketa se kopiraju u procesne promenljive. Entitet A prima paket u trenutku koji sadrži tri vremena, i. Ta četiri vremena (,, i.) se koriste kako bi se izračunao vremensko odstupanje i kružno kašnjenjeentiteta B u odnosunaentitet A. Slika 2.1- Implementacioni model 2.2. Frormat vremenskih podataka PostojetriNTPformatazapredstavljanjevremena: 32-bitni - skraćeni format se koristi u poljima za kašnjenje i disperziju u zaglavlju poruke gde rezolucija ostalih formata nije opravdana. 64-bitni - vremenski marker format sastoji se od 32- bitnog dela koji reprezentuje sekunde u rasponu od 136 godina i 32-bitnog polja koji reprezentuje decimalni deo sekunde u rezolucijiod 232ps. Koristi se u zaglavljima paketa i na mestima gde je ograničena veličina poruke. 128-bitni - format datuma se koristi kada ima dovoljno prostora za skladištenje. Sastoji se od 64-bitnog polja koji reprezentuje sekunde (može predstaviti maksimalno 584 biliona godina) i 64-bitnog polja koji reprezentuje decimalni deo sekunde (frakcija) u rezoluciji od 0.5e-18 sekundi. Zbog konvencije o konverziji između formata, deo koji reprezentuje sekunde se deli u dva 32-bitna polja: polje BrojEre i polje koje reprezentuje Pomeraj Ere Jezgro NTP protokola Samo jezgro protokola je mehanizam po kojem se razmenjuju vremena (vremenski podaci) između servera i klijenata, koji je po svojoj prirodi otporan na gubitak ili dupliranje paketa. Integritet podataka je obezbeđen od strane IP i UDP kontrole. Kontrola toka i retransmisija objekata nisu potrebni. Protokol koristi vremenske markere koji su preuzeti iz zaglavlja paketa ili od sistemskog časovnika prilikom primanja ili slanja paketa. Jezgro protokola koristi četiri vremenska markera obeležena sa do i tri procesne promenljive org, rec i xmt kaošto je prikazano na slici Slika 2.2- Jezgro protokola. Ova slika prikazuje najčešći slučaj gde svaka dva entiteta, A i B, nezavisno mere vremensko odstupanje i kružno kašnjenje relativno jedan u odnosu na drugi. Vremenski markeri paketa su prikazani malim slovima dok su procesne promenljive prikazane velikim slovima. Procesne promenljive su kopirane iz vremenskih markera paketa po pristizanju ili slanju paketa Slika 2.2- Jezgro protokola Pre negošto se postave xmt i org procesne promenljive potrebno je izvršiti proveru radi zaštite od dupliranja, greške ili ponavljenih paketa. Paket je dupliran ili ponovljen ako se vreme slanja u paketu poklapa sa org procesnom promenljivom. Paket sadrži grešku ako se početno vreme u paketu ne poklapa sa vremenom procesne promenljive xmt. U oba ova slučaj procesne promenljive se ažuriraju, a paket se odbacuje. Pomoću četiri vremena,, i se izračunavaju vremensko odstupanje ( h ) entiteta B u odnosu na entitet A. h = ( ) ( ) = 1 2 (( ) + ( )) i kružno kašnjenje = ( ) = ( ) ( ) Treba napomenuti da se vrednosti u zagradama (na pr. ( )) dobijaju izračunavanjem 64-bitnih neoznačenih vrednosti, a rezultat je označena 63-bitna vrednost, gde bit najviše vrednosti predstavlja znak. Ove vrednosti mogu predstaviti datum u rasponu od -68 do +68 godina.

142 Vremensko odstupanje i kružno kašnjenje se izračunavaju kao sume i razlike spomenutih vrednosti, koje sadrže 62 bita za vrednost i dva bita za znak tako da one mogu predstaviti vrednosti u rasponu od -32 do +32 godine. Drugim rečima, vreme na klijentu može biti maksimalno 34 godine razlike u odnosu na vreme koje jena serveru. To je ograničenje u slučaju da se koristi 64-bitna celobrojna aritmetika. U slučaju da se koristi aritmetika sa pokretnim zarezom u dvostrukoj preciznosti, prvi korak je konverzija izvornih podataka u format sa pokretnim zarezom. Drugi korak je samo izračunavanje, bez značajnih gubitaka u preciznosti. 3. PROGRAMSKO REŠENJE Realizacija kompletnog rešenja se može podeliti u dva dela: Realizacija NTP protokola u obliku DLL (Dynamic Link Library) biblioteke, Realizacija grafičke korisničke sprege. Programsko rešenje je realizovano u razvojnom okruženju MicrosoftVisual Studio 2010 Professional. Kao operativni sistemkorišćen jemicrosoft Windows 7. DLL biblioteka je realizovana korišćenjem programskog jezika C++, koji je izabran kako bi se implementacija protokola mogla što lakše prilagoditi za druge operativne sisteme (npr. Linux). Grafička korisnička sprega je rađena u kombinaciji programskog jezika C# sa WPF-om, a razlozi za korišćenje te kombinacije su jednostavnost i veoma snažna programska podrška za projektovanje i izradu korisničke sprege NTP DLL biblioteka NTP DLL biblioteka predstavlja realizaciju NTP protokola. Projekat je podeljen u više celina: Komunikacioni modul NTP protokola se oslanja na UDP protokol tako da je realizacija tog modula izvedena korišćenjem standardnih C++ biblioteka za komunikaciju UDP protokolom. Tu je realizovana inicijalizacija komunikacije, funkcije za slanje i prijem NTP poruka. NTP modul sadrži formate poruka, funkcije za pakovanje i raspakivanje poruka, algoritame koji se tiču samog NTP protokola i sve ostale funkcije koje su opisane dokumentom RF5905 [2]. Modul vremenskog brojača sadrži funkcije kojima se pristupa hardverskim brojačima, sinhronizuje sistemsko vreme, i razne konverzije između formata vremena. Modul aplikativne programske sprege se koristi za spregu između DLL biblioteke i grafičke korisničke sprege Grafička korisnička sprega Grafička korisnička sprega je razvijena sa ciljem da se konfigurisanje protokola i prikaz rezultata maksimalno pojednostavi. Kao što se na Slika 3.1- Grafička korisnička sprega može videti, grafička korisnička sprega dozvoljava izbor režima rada NTP protokola, t.j. da li se koristi klijentski ili serverski način rada, i sadrži indikaciju o trenutnom stanju klijenta/ servera (zaustavljen ili aktivan). Prikazano je i trenutno sistemsko vreme. Slika 3.1- Grafička korisnička sprega 4. TESTIRANJE I ANALIZA REZULTATA Da bi se ispitala preciznost vremenske sinhronizacije razvijene su posebne metode unutar samog programa koje služe za prikupljanje podataka i njihovo grafičko prikazivanje radi lakše analize. Ideja je da klijenti izvrše niz uzastopnih sinhronizacija u određenim vremenskim intervalima, kako bi se prikupili podaci o vremenskom odstupanju i kružnom kašnjenju paketa.ispitivanje je izvršeno za nekoliko ispitnih slučajeva. U prvom ispitnom slučaju vršeno je merenje preciznosti vremenske sinhronizacije za dva računara koja su direktno povezani u Ethernet mrežu putem UTP kabla.vršeno je 50 sinhronizacija na svakih 200 ms. Rezultati merenja za ovaj ispitni slučaj su prikazani na slikama 4.1 do 4.4. Slika 4.1- Izmereno vremensko odstupanje Slika 4.2.Učestanost vremenskog odstupanja Slika 4.3- Izmereno kružno kašnjenje Slika 4.4- Učestanost kružnog kašnjenja 1634

143 Sa ovih grafikona se može zaključiti da se vremensko odstupanje kreće u interval od -100 do 100 µs dok je prosečno vremensko odstupanje µs, a maksimalno 104 µs. Kružno kašnjenje se kreće u intervalu od 600 do 1000 µs, dok je prosečno kružno kašnjenje µs, a maksimalno 968 µs. Drugi ispitni slučaj: Dva računara su u direktno žičnoj vezi i vršeno je 500 sinhronizacija na svakih 200 ms. Kada se vrši sinhronizacija sa većim brojem iteracija, u ovome slučaju 500, dolazi do nepravilnosti u vremenskom odstupanju što je praćeno većim kružnim kašnjenjem. To se najverovatnije dešava zbog redosleda i raspodele vremena izvršavanja programskih niti u okviru operativnog sistema. I pored tih nepravilnosti prosečno vreme vremenskog odstupanja je µs dok je prosečno vreme kružnog kašnjenja µs. Treći ispitni slučaj: računari su direktno povezani u mrežu sa opterećenjem, što znači da postoji maksimalno zagušenje mreže. Zagušenje je postignuto kopiranjem datoteka između dva računara. Vršeno je 50 sinhronizacija na svakih 1000 ms. U ovom slučaju se vidi da je došlo do znatno dužeg vremena kako za vremensko odstupanje tako i za kružno kašnjenje paketa. Srednje vremensko odstupanje je 68.8 ms dok je maksimalno preko 300 ms. Srednje vreme kružnog kašnjenja je oko 600 ms. Četvrti ispitni slučaj: vršeno je merenje preciznosti između računara koji su povezani posredstvom usmerivača. U ovom slučaju dobijeni rezultati se ne razlikuju u mnogome od rezultata iz prvog slučaja. Vreme kružnog kašnjenja je neznatno povećano, dok je vreme vremenskog odstupanja približno isto kao u prvom slučaju. Peti ispitni slučaj: vremenska sinhronizacija se obavlja bežičnom IEEE vezom. U ovom slučaju se vidi da su vremensko odstupanje i kružno kašnjenje nešto uvećani u odnosu na direktnu vezu dva računara UTP kablom. Prosečno vreme vremenskog odstupanja je µs, dok je prosečno vreme kružnog kašnjenja µs. Primećeno je da u ovome slučaju veze dolazilo do češćih nepravilnosti što je najverovatnije prouzrokovano smetnjama u bežičnoj komunikaciji. Na osnovu rezultata ispitivanja ustanovljeno je da se primenom ovog rešenja u Ethernet mreži ostvaruje preciznost vremenske sinhronizacije ispod 1 ms, odnosno u granicama od -200 do 200 µs pri direktnoj komunikaciji i pri komunikaciji posredstvom jednog usmerivača. Kod sinhronizacije koja se obavlja posredstvom bežične veze ostvaruje se smanjena preciznost u granicama od -500 do 500 µs. Ovo je posledica sporijeg odziva mreže. Može se primetiti da NTP protokol nije otporan na varijabilnost vremena potrebnog da se podaci prenesu kroz mrežu, što se vidi u slučaju kada je vršena sinhronizacija pri maksimalnom opterećenju mreže gde je vremenskoodstupanje i preko 300 ms. Postignut nivo preciznosti u potpunosti zadovoljava potrebe vremenske sinhronizacije SCADA mrežnih stanica i ispunjava postavljene zahteve. U opštem slučaju, tačnost zavisi i od: stabilnosti i preciznosti časovnika, kompleksnosti infrastrukture mreže i opterećenost mreže kao i od vrste operativnog sistema koji se koristi na računarima NTP protiv PTP protokola Preciznost vremenskog odstupanja koja je dobijena PTP protokolom u direktnoj žičnoj vezi dva računara je u granicama od -300 do 500 µs[3], dok je preciznost dobijena sa NTP protokolom nešto bolja, u granicama od -200 do 200 µs. Razlog toj boljoj preciznosti je najverovatnije u tome što je NTP jednostavniji za realizaciju i ne sadrži mnogo procesa za obradu poruka. Što se bežične veze tiče situacija je slična, NTP ne gubi mnogo na preciznosti vremenskog odstupanja u odnosu na žičnu vezu, preciznost se kreće u granicama od -500 do 500 µs, dok je upotrebom PTP protokola ta preciznost u granicama od -1.1 do 1.1 ms. Za PTP protokol u radu Miroslava Bojića [3] nisu navedene vrednosti za vremensko odstupanje u mreži pod opterećenjem. Kao što je ranije napomenuto NTP protokol nije otporan na varijabilnost vremena potrebnog da se podaci prenesu kroz mrežu. Zaključak bi mogao biti da je PTP protokol projektovan tako da pruži bolju preciznost na platformama gde postoji direktan pristupfizičkim resursima. Zato je pod ovakvim uslovima NTP protokol, zbog svoje jednostavnosti, favorit u odnosu na PTP. 5. ZAKLJUČAK U ovom radu je prikazano jedno programsko rešenje za sinhronizaciju lokalnog vremena personalnih računara u LAN mreži. Ovo rešenje je zasnovano na NTP protokolu i omogućava sinhronizaciju sa tačnošću ispod 1 ms. Iako je predloženo rešenje razvijeno za potrebe vremenske sinhronizacije SCADA stanica, rešenje predstavlja samostalnu aplikaciju koja se može koristiti i u drugim tipovima distribuiranih sistema. 5. LITERATURA [1] Branislav Atlagić: GAUS, Generalizovani Akviziciono Upravljački Sistem,Novi Sad, [2] RFC Network Time Protocol Version 4: Protocol and Algorithms Specification, June [3] Miroslav Bojić, Diplomski Master rad: Implementacija protokola PTP IEEE 1588 za preciznu vremensku sinhronizaciju SCADA mrežnih stanica Kratka biografija: Dušan Mihajlović rođen je u Somboru godine. Bachelor rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Elektrotehnike i računarstva Računarska tehnika i računarske komunikacije odbranio je godine. Branislav Atlagić rođen je u Novom Kneževcu godine. Doktorirao je na Fakultetu tehničkih nauka juna god. U zvanje vanredni profesor izabran je godine. Oblast interesovanja mu je dalje usavršavanje sopstvenog koncepta akviziciono upravljačkih sistema. 1635

144 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: REDIZAJN UREĐAJA ZA METROLOŠKI PREGLED ELEKTROKARDIOGRAFA REDESIGN OF THE DEVICE FOR METROLOGICAL INSPECTION OF ELECTROCARDIOGRAPH Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj Rad predstavlja predlog una-pređenja uređaja za metrološki pregled elektrokardiografa na osnovu prethodno stečenih iskustava u radu na prvoj verziji uređaja. Abstract This paper presents the suggestion for improvement of the device for the metrological inspection of electrocardiograph, based on previous experiences with the first version of the device. Ključne reči: Elektrokardiograf, metrologija, projektovanje elektronskih uređaja UVOD Elektrokardiograf je uređaj koji se sastoji od elektronskih i mehaničkih elemenata i komponenti čiji kvalitet vremenom može da degradira. Ovo može dovesti do nepravilnog rada elektrokardiografa. U metrološkom uputstvu za pregled elektrokardiografa [1], detaljno je objašnjen način i metode pregleda elektrokardiografa uz date električne šeme, propratne matematičke formule i grafike. 1. PRVA VERZIJA UREĐAJA ZA METROLOŠKI PREGLED ELEKTROKARDIOGRAFA Prilikom planiranja uređaja polazilo se od ideje da svako ispitivanje (ima ih ukupno deset), koje je propisano metrološkim uputstvom za pregled elektrokardiografa bude realizovano na zasebnim maketama. Povezivanjem elektrokardiografa i potrebnih uređaja na datu maketu, izvršila bi se određena merenja. Merenjem se dobijaju rezultati, posle čije obrade može da se utvrdi stanje proverenog elektrokardiografa. Ova ideja je kasnije korigovana i donesena je finalna odluka da umesto deset pojedinačnih, bude jedna velika maketa sa svim potrebnim izvodima za merenja. Iako su štampane pločice bile već isprojektovane i izrađene, nije bilo velikih modifikacija i poteškoća da se prilagode novom dizajnu kućišta a da se pri tome ne promene karakteristike merenja. Prva verzija uređaja korišćenog prilikom ispitivanja jednog EKG pojačavača je prikazana na slici 1, na kojoj se uočavaju sledeći delovi: a. funkcijski generator pravougaonog signala, b. funkcijski generator sinusnog signala, c. digitalni osciloskop, d. uređaj za metrološku proveru elektrokardiografa, NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Platon Sovilj, doc. Jan Kadanec, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad 1636 c a,b e f Slika 1. Prva verzija uređaja korišćenog prilikom ispitivanja jednog EKG pojačavača. e. izvor jednosmernog električnog napona vrednosti 300 mv, f. EKG pojačavač. g. prateća oprema: univerzalni instrumenti i kablovi za povezivanje. 2. PREDLOG REDIZAJNA UREĐAJA Da bi mogao da se napravi uređaj koji ima bolje performanse (kako sa korisničke strane i preglednosti, tako i sa strane funkcionalnosti), moraju se sagledati i dobre i loše osobine predhodne verzije uređaja. Primarni cilj redizajna odnosi se na automatizaciju upotrebe uređaja i minimizaciju dužine veza unutar uređaja. Sledeća, takođe bitna stvar, se odnosi na dizajn kućišta i raspored komponenti (prekidača i priključaka) za regulaciju i upravljanje uređajem. Na ovaj način omogućuje se da korisnik lakše i jednostavnije vrši metrološku proveru elektrokardiografa. Uređaj je isprojektovan tako da se sastoji od dve nezavisne celine: jedna je za ispitivanje uređaja prilikom korišćenja defibrilatora a druga za sve ostale metrološke preglede elektrokardiografa. Ovako je odrađeno jer pri ispitivanju zaštite elektrokardiografa od efekta defibrilacije, komponente i veze između njih moraju da budu međusobno razdvojene zbog sigurnosnih razloga. U prvoj verziji uređaja, povezivanje po predviđenim šemama se vršilo kablovima, dok je u redizajniranoj verziji ovaj postupak automatizovan. Pored raznih tehnika automatizacije (tranzistorska, CMOS, digitalna...), kao najbolje rešenje odabrana je relejna tehnika, jer je procenjeno da se na ovaj način minimizuju smetnje u merenju. Odabir merne metode vrši se prebacivanjem prekidača u dati položaj (svaki položaj predstavlja jednu d g

145 mernu metodu), čime se aktivira grupa releja koja prespoji merno električno kolo sa odgovarajućim ulaznim i izlaznim priključcima. Trodimenzionalan nacrt uređaja prikazan je na slici 2. Slika 2. Trodimenzionalni nacrt redizajniranog uređaja. Na glavnom panelu uređaja napravljen je sledeći raspored: Sa leve strane nalaze se konektori za uređaje koji se dovode na ulaz mernih električnih kola. Sa desne strane nalaze se konektori za kabel elektrokardiografa, kao i prekidači kojima se vrši povezivanje izlaza u čvorišta P1 ili P2. U gornjem delu su paneli koji se aktiviraju u zavisnosti od položaja preklopnika (koji se nalazi u sredini uređaja) odnosno odabrane merne metode za metrološku proveru elektrokardiografa. Ulazni deo uređaja je podeljen u tri celine obeležene kao Generator, Baterija i Voltmetar. Svaka celina ima konektore, koje služe za povezivanje uređaja sa mernom opremom (Slika 3.). Led dioda sa oznakom A predstavlja indikator koji pokazuje da se dovedeni signal sa generatora pojačava četiri puta. U ovim merenjima potreban je generator koji generiše 20 V, a na raspolaganju je bio generator koji maksimalno generiše 5V i zato je isprojektovan pojačavački deo sa koeficijentom pojačanja 4. Na izlazu uređaja se nalaze priključci za elektrokardiograf, kao i pre-kidači kojima se odre-đuje u koje čvorište je vezan dati kabel elektro-kardiografa (Slika 4.). U prethodnoj verziji, kratko spajanje se vršilo takođe po istoj logici, ali kablo-vima. Ukoliko se pre-kidač prebaci u položaj levo ili desno, ka-blovi elektrokardiografa se vežu u data čvorišta P1 ili P2 respektivno, a ako je prekidač u srednjem položaju ka-blovi su odspojeni odnosno nisu vezani u električno kolo. Primer na slici 4. pokazuje da su u čvorište P1 vezani R, L i F kablovi dok su svi ostali vezani u čvorište P2. 3. UPOTREBA REDIZAJNIRANOG UREĐAJA Metrološkim uputsvom za proveru elektrokardiografa se propisuje niz mernih metoda za proveru metroloških karakteristika. Pomoću uređaja za metrološku proveru elektrokardiografa se određuje: Slika 3. Ulazni deo panela. Slika 4. Izlazni deo panela. relativna greška postavljanja osetljivosti, relativna greška brzine zapisivanja, karakteristika amplitudno-frekvencijskog odziva, histerezis zapisivanja, relativna greška merenja električnog napona, relativna greška merenja vremenskih intervala, relativne greške unutrašnjeg kalibratora i vremenskog markera, premeštaj, ulazna impedansa, greška zapisivanja električnog napona usled uticaja kola spajanja, - za Goldberger-ove i Vilson-ove odvode, - za Frank-ove odvode, koeficijent preslušavanja između kanala, unutrašnji nivo šuma u odnosu na ulaz, faktor potiskivanja zajedničke smetnje, jačina električne struje u kolu pacijenta. Zaštita elektrokardiografa od efekta defibrilatora se ispituje pomoću posebnog uređaja. Za sledeće dve karakteristike elektrokardiografa nisu potrebni dodatni uređaji : širina bazne linije, pomeraj bazne linije. Određivanje karakteristike amplitudno frekvencijskog odziva Karakteristika amplitudno-frekvencijskog odziva se određuje direktno, merenjem amplitude, od vrha do vrha, zapisanog električnog napona sinusoidnog oblika na različitim frekvencijama, dok se vrednost amplitude ulaznog električnog napona održava konstantnom (slika 5.). Gde su: U m =h m / S n h m S n U ul amplituda, od vrha do vrha, zapisanog električnog napona pravougaonog oblika, u mv, amplituda, od vrha do vrha, signala zapisanog na elektrokardiografu, u mm, nazivna vrednost postavljanja osetljivosti, u mm/mv, amplituda, od vrha do vrha, ulaznog električnog napona pravougaonog oblika, u mv. 1637

146 Ova izmerena vrednost se uzima kao dogovorena prava vrednost električnog napona. Relativna greška merenja električnog napona se određuje direktno merenjem amplitude zapisanog napona, i tu izmerenu vrednost poredimo sa dogovorenom pravom vrednošću. Slika 5. Merna šema za određivanje karakteristike amplitudno frekvencijskog odziva. Postupak merenja: Osetljivost se postavlja na 10 mm/mv a brzina se postavlja na 25 mm/s za frekvencije manje od 10Hz, odnosno na 50 mm/s za sve ostale frekvencije. Električni napon na generatoru G1 se odabere da bude sinusnog oblika i amplitude 1 mv, od vrha do vrha. Birač odvoda se postavlja na položaj V1 do V6. Vrednosti frekvencije se sukcesivno postavljaju na vrednosti: 0.5 Hz, 1.5 Hz, 5 Hz, 10 Hz, 30 Hz, 60 Hz, 75 Hz ili 100 Hz ukoliko je to specificirano od strane proizvođača. Meri se vrednost amplitude, od vrha do vrha, zapisanog električnog napona. Za vrednosti od 75 Hz do 200 Hz (ili od 100 Hz do 500 Hz) se proverava da li je kriva amplitudno frekvencijskog odziva pravilna ili bez značajnih rezonancija. Određivanje relativnе greškе merenja električnog napona Na ulaz elektrokardiografa se dovodi električni napon pravougaonog oblika, čija se amplituda meri pomoću voltmetra (Slika 6.). Slika 6. Merna šema za određivanje relativne greške merenja električnog napona. Postupak merenja: Brzina zapisivanja elektrokardiografa se postavlja na 50 mm/s. Birač odvoda ili program za izvor odvoda se postavlja na svaki raspoloživ položaj po redu. Priključci P1 i P2 se vezuju na kabl pacijenta kao što je specificirano u tabeli 1. Prekidač S1 postavlja se u položaj 2, a prekidač S2 postavlja se u položaj 3. Frekvencija generatora G2 podesi se na 10 Hz, oblik signala se postavi na pravougaoni, a osetljivost i amplituda elektrokardiografa od vrha do vrha prema tabeli 1. Pri ovom postupku vrši se merenje amplitude zapisanog pravougaonog signala od vrha do vrha, za svaku vrednost (navenu u tabeli 1.). Ista serija se ponavlja za prekidač S2 postavljen u položaj 1, a nakon toga u položaj 2 (čime se dovodi jednosmerni napon od ±300 mv radi simulacije maksimalne vrednosti polarizacije diode). Relativnu grešku merenja električnog napona u procentima računamo prema sledećoj formuli: Um Uul δu = 100 (1) Uul Određivanje faktora potiskivanja zajedničke smetnje Faktor potiskivanja zajedničke smetnje se određuje indirektno merenjem amplitude, od vrha do vrha, signala električnog napona zapisanog pomoću elektrokardiografa, kad se električni napon sinusoidnog oblika, frekvencije 50 Hz dovede paralelno između ulaza i uzemljenja (Slika 7.). Postupak merenja: Osetljivost se postavlja na 10 mm/mv, dok se brzina zapisivanja postavlja na 25 mm/s. Na generatoru G1 se podesi da bude napon efektivne vrednosti od 20 V i frekvencije 50 Hz. Kondenzator C T se podešava tako da efektivna vrednost električnog napona između tačke A i uzemljenja bude 10V, pri čemu kabl pacijenta još nije vezan ne merno kolo. Tabela 1. Položaj birača kanala i način vezivanja elektroda prilikom određivanja relativnih greški merenja električnog napona i faktora potiskivanja zajedničke smetnje. Odvodi namenjeni za merenja Odvodi sa nultim otklonom Provodnik elektrode vezan na P1 Provodnik elektrode vezan na P2 I, II, avr, avl, avf III R I, III, avr, avl, avf II L II, III, avr, avl, avf I F svi ostali V1 do V6 I, II, III C1 do C6 1638

147 Tabela 2. Postavljanje osetljivosti i ulaznog električnog napona za određivanje relativne greške merenja električnog napona. Amplituda, od vrha do vrha, električnog napona na Postavljanje osetljivosti [mm/mv] izlazu iz delitelja D1 [mv] 0, , ,1 0, Sledeći mogući koraci u radu sa ovim uređajem odnose se na njegovu fabrikaciju, što podrazumeva izradu štampanih ploča za oba uređaja, štampanje oznaka na panelima kućišta, lemljenje komponenti i sklapanje uređaja. Redizajn uređaja je odrađen u softverkim paketima za projektovanje električnih šema (Protel 99SE), 3D dizajn (Google Sketchup) i ctanje električnih šema (Edraw Max). Slika 7. Merna šema za određivanje faktora potisikvanja zajedničke smetnje. Nakon vezivanja kabla pacijenta na merno kolo, mere se amplitude zapisanog signala za sve odvode koji su navedeni u tabeli 2. Merenja se ponavljaju sa preklopnikom S postavljenim u položaj 1 i 2 po redu (čime se u kolo uključuje jednosmerni električni napon od ± 300 mv). Faktor potiskivanja zajedničke smetnje se računa prema formuli: UA 3 K = S 10 (2) Gde su: h S n U A h n izmerena vrednost amplitude zapisanog signala, u mm, nazivna vrednost osetljivosti, u mm/mv, izmerena vrednost amplitude, od vrha do vrha, ulaznog napona u tački A, u V. 5. LITERATURA [1] Metrološko uputstvo za pregled elektrokardiografa, potpisano od strane direktora Saveznog zavoda za mere i dragocene materijale, na osnovu člana 33. stav 1. Zakona o mernim jedinicama i merilima ( Službeni list SRJ br. 80/94, 28/96 i 12/98). [2] Uređaj za metrološki pregled elektrokardiografa, Bečelor rad Jan Kadanec. [3] Projektovanje pojačavača za merenje EKG signala, Master rad Milan Milakara. [4] Kratka biografija: Jan Kadanec rođen je u Pančevu god. apsolvent na smeru za Instrumentaciju i merenje odseka Elektrotehnika i računarstvo na Fakultetu tehničkih nauka. 4. ZAKLJUČAK Rad je prikazao predlog za redizajn uređaja za metrološki pregled elektrokardiografa na osnovu iskustva projektovanja prve verzije ovog uređaja. Uređaj je redizajniran za upotrebu u Laboratoriji za metrologiju Fakulteta tehničkih nauka, a njegova upotreba je definisana odgovarajućim postupcima merenja. 1639

148 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: MERNO-AKVIZICIONI SISTEM ZASNOVAN NA ZIGBEE MODULU I LABVIEW SOFTVERSKOM PAKETU MEASUREMENT AND DATA ACQUISTION SYSTEM BASED ON ZIGBEE MODULE AND LABVIEW SOFTWARE Oblast ELEKTROTEHNIKA I RAČUNARSTVO Kratak sadržaj Ovaj rad rezultat je studentskog projekta koji je za cilj imao razvoj sistema za udaljeno merenje temperature i koncentracije kiseonika bežičnim putem i prikaz rezultata merenja na računaru. Bežična komunikacija bazirana je na ZigBee standardu, a mikroprocesorski sistem na PIC18F8520 mikrokontroleru. PC aplikakacija izrađena je pomoću LabVIEW softverskog paketa. Akcenat rada dat je na uštedi energije mernog uređaja razvojem adaptivnog mernog algoritma i širokoj funkcionalnosti PC aplikacije koja podrazumeva obradu, prikaz, skladištenje podaka i emitovanje isih koristeći UDP komunikacioni protokol. Abstract This paper is the result of a students project with the objective to develop a system for remote wireless measurements of air temperature and oxygen concentration, and presenting measurement results on personal computer. Wireless communication is based on ZigBee protocol standard. Microprocessing system is based on PIC18F8520 microcontroller. PC application was developed using LabVIEW software enviroment.the emphasis of project was put on power economy of measuring device accomplished by the development of adaptive measurement control algorithm, and wide range of PC application functionality including processing, displaying, archiving, and broadcasting data via UDP communication protocol. Ključne reči: daljinsko merenje, virtuelni instrument, ZigBee, DS18B20, KE-50, LabVIEW, UDP. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Platon Sovilj, docent. Nenad Čabrilo, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad 1. UVOD Sistem se sastoji iz mernog uređaja, bazne stanice i PC računara. Merni uređaj zasnovan je na BigPIC5 razvojnoj ploči, proizvođača Mikroelektronika, sa PIC18F8520 mikrokontrolerom [1]. Na ploču su povezani senzor temperature DS18B20 i senzor koncentracije kiseonika KE-50, zatim Real-Time Clock (RTC) odnosno sat realnog vremena, i EasyBee komunikacioni modul. Bazna stanica zasnovana je na UNI-DS3 razvojnoj ploči Mikroelektronike, takođe sa PIC18F8520 mikrokontrolerom [2]. Na ploču su povezani EasyBee komunikacioni modul, koji služi za prijem podataka, i LCD displej kojim se prikazuju primljeni podaci. Serijskim kablom obezbeđena je RS232 komunikacija sa računarom. PC aplikacija razvijena u LabVIEW softerskom paketu služi za prijem podataka sa serijskog porta, prikaz rezulatata na indikatorima i graficima, pohranjivanje podataka na hard disk računara i slanje, odnosno primanje podataka putem UDP (User Datagram Protocol) komunikacije. U zavisnosti od tipa UDP konekcije, imamo Serversku aplikaciju koja podatke prima preko serijskog porta i emituje ih putem UDP porta, i Klijentsku aplikaciju koja podatke prima preko UDP porta i nema mogućnost RS232 komunikacije (slika 1). Opisana celina predstavlja virtuelni instrument, odnosno instrument dobijen proširivanjem mogućnosti računara dodavanjem perifernog hardvera i razvojem odgovarajućeg softvera. Slika 1. Blok šema realizovanog sistema. 1640

149 2. HARDVER Kao što je pomenuto mikroprocesorski sistemi bazirani su na PIC18F8520 mikrokontroleru. Razvojna ploča BigPIC5 sadrži dati mikrokontroler kao integralni deo iste, dok je kod UNI-DS3 ploče mikrokontroler promenjiv zahvaljujući mikrokontrolerskim karticama. Radi lakšeg razvoja sistem odabrano je da UNI-DS3 koristi isti mikrokontroler kao i BigPIC5. Obe ploče pored pomenutog, sadrže i mnoge druge često korišćene komponente i periferije kao što je LCD displej, komunikacioni moduli, tasteri, LED indikatori, prekidači i slično. Ploče takođe sadrže integrisani programator za unos izvršnog programa mikrokontrolera preko USB interfejsa, što sve skupa znatno olakšava programiranje i realizaciju projekta. 2.1 Mikrokontroler PIC18F8520 PIC18F8520 spada u red jeftinih mikrokontrolera visokih performansi. Ovaj osmobitni mikrokontroler pakovan je u 80-pinsko kućište, poseduje 32 KB fleš programske memorije, 2 KB RAM memorije i 1KB EEPROM memorije. Takođe, raspolaže sa dva 8-bitna i tri 16-bitna tajmera, dva komparatora i 10-bitnim (16-kanalnim) A/D konvertorom. Za komunikaciju sa periferijama ugrađena su dva USART terminala (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmiter), MSS (Master Synchronous Serial) port koji podržava trožični SPI (Serial Peripheral Interface) i I2C (Inter-Integratet Circuit) protokole. Opseg temperatura normalnog rada nalazi se između -45 ºC i 125 ºC. 2.2 EasyBee komunikacioni modul EasyBee modul proizvođača Mikroelektronika, zasnovan je na Atmelovom ZigBit kontroleru sa dualnom čip antenom (slika 2). Ovaj kontroler omogućuje bežičnu komunikaciju po ZigBee standardu, a odlikuje ga niska potrošnja energije i odlična osetljivost. EasyBee omogućuje serijsku konekciju između ZigBit kontrolera i vodećeg (host) kontrolera samog uređaja. Host kontroler upravlja modulom koristeći naredbe iz definisanog AT komandnog seta [3]. Svaka ZigBee mreža mora da sadrži tačno jednog koordinatora mreže, pa je EasyBee modulu koji se koristi na baznoj stanici, dodeljena upravo ta uloga. Koordinator je zadužen za administraciju mreže i njenih parametara. Kako u mreži postoji samo još jedan EasyBee modul, onaj koji se koristi na mernoj stanici, njemu je dodeljena uloga krajnjeg uređaja. Ova uloga je optimalna za datu konfiguraciju i iz razloga što merna stanica provodi značajno vreme u neaktivnom stanju, odnosno powerdown modu, pa time ne bi mogla efikasno vršiti ulogu mrežnog rutera. 2.3 Temperaturni senzor DS18B20 DS18B20 je digitalni termometar 12-bitne rezolucije i opsega merenja -55 o C do +125 o C, sa tačnošću ± 0.5 o C u opsegu -10 o C do +85 o C [4]. Za komunikciju sa senzorom koristi se OneWire protokol, i ROM funkcije definisane od strane proizvođača. Sam senozor može se napajati sa komunikacione DQ linije. Rezolucija merenja je programabilna i može se podesiti na 9, 10, 11 ili 12 bita. Vreme odziva se u zavisnosti od rezolucije kreće od 93 ms do maskimalnih 750 ms. Ovaj pretvarač poseduje i programabilnu funkciju alarma koji se aktivira ako temperatura pređe zadatu vrednost. Na slici 3 dat je izgled temperaturnog pretvarača i oznaka pinova. Pretvarač ima tri izvoda i smešten je u kućište TO-92. Slika 3. Izgled temperaturnog pretvarača DS18S Senzor koncentracije kiseonika KE-50 Ovaj senzor je unikatan tip senzora za kiseonik sa galvanskim ćelijama, koji je razvijen u Japanu godine [5]. Njegove najznačajnije odlike su linearna prenosna karakterisktika, dug vek trajanja, odlična hemijska izdržljivost, mala osetljivost na ugljen-dioksid. Primena senzora kiseonika serije KE najčešća je u poljima kao što su nadgledanje sagorevanja gasa, biohemijska polja, medicinske aplikacije, u prehrambrenoj industriji (staklenici) i u sigurnosnim primenama. Izgled senzora dat je na slici 4. Slika 2. Izgled EasyBee komunikcaionog modula Slika 4. Izgled senzora koncentracije kiseonika KE SOFTVER Softver je podeljen na tri dela, firmver mernog uređaja, firmver bazne stanice i PC Windows aplikacija. Oba firmvera napisana su u MicroC PRO for PIC 1.65 softverskom okruženju Mikroelektronike [6]. PC aplikacija razvijena je pomoću LabVIEW 2009 softverskog paketa [7]. Bazna stanica zadužena je za primanje mernih podataka poslatih od strane mernog uređaja preko ZigBee veze. Takođe, bazna stanica prikazuje primljene rezultate na LCD displeju, a potom ih šalje serijskom vezom računaru.

150 3.1 Firmver mernog uređaja Merni uređaj je zamišljen kao zaseban autonoman uređaj sa baterijskim napajanjem, pa je stoga bilo neophodno napraviti softver koji će štedeti električnu energiju. U tu svrhu razvijen je adaptivni merni algoritam koji u zavisnosti od veličine promene rezultata merenja menja i period samog merenja. Vreme između merenja mikrokontroler provodi u stanju neaktvnosti, odnosno power-down modu Adaptivni algoritam Algoritam promene perioda merenja zasniva se na činjenici da su temperatura i koncentracija kiseonika sporo promenjive veličine pa ne postoji potreba da se one odmeravaju sa konstatnom periodom. Algoritam prati promenu merene veličine i što je ta promena veća to će period merenja biti kraći i obrnuto. Definisano je 5 perioda trajanja 4 s, 10 s, 20 s, 40 s i 80s. Za obe veličine definisani su 5 intervala na osnovu kojih se određuje koji će od perioda biti aktivan. Vodi se računa o trenutno aktivnom periodu, pa algoritam granice intervala skalira srazmerno trajanju perioda. Merene veličine u realnom okruženju iskazuju osobine inercije, odnosno postepenog eksponencijalnog rasta i opadanja, sa fazom linearne promene između. Kao primer ponašanja, na slici 5 dat je prikaz idealizovane krive razvoja temperature pri požaru. Slično se modeluju i manje ekstremne promene kao dnevna promena temperature. Količina toplote [kw] Faza rasta Pun razvoj Faza opadanja Paljenje Preskok Vreme [t] Slika 5. Idealizovana kriva razvoja požara Zahvaljujući ovoj osobini izvršena je još jedna optimizacija. Umesto naglih promena dužina perioda, promena se vrši postepeno, shodno trenutno aktivnom periodu. Tabela 1 pokazuje mehanizam promene periode merenja u zavisnosti od trenutno aktivne periode i veličine promene merenja. Slovne skraćenice u Tabeli 1 predstavljaju 5 veličina promene, odnosno vv veoma velika; v velika; s srednja; m mala; i vm veoma mala promena. Tabela je formirana na osnovu dva pravila. Prvo je da za svaku od 5 perioda postoji samo jedan slučaj kada će ista ostati aktivna (naglašeno tamnije ograničenim poljima u tabeli). Na ovaj način će doći do promene periode svaki put kada merena veličina promeni trend napredovanja. Drugo pravilo je da nova perioda može dobiti vrednosti isključivo dve najbiže susedne periode. Time su izbegnuti nepotrebno veliki skokovi, npr. sa najduže na najkraću periodu. Ovo je opravdno pomenutom inertnom prirodom promene mernih veličina. Tabela 1. Mehanizam promene perioda merenja VV V S M VM 4 s (1) s (2) s (3) s (4) s (5) Sat realnog vremena (Real Time Clock - RTC) Aktiviranje mikrokontrolera iz power-down moda može se izazvati spoljašnjim prekidom na portu B. Pošto je sat realnog vremena PCF8583, integrisan na BigPIC5 ploči, povezan upravo na port B, može se iskoristiti u tu svrhu. RTC može da radi u counter modu, odnosno brojačkom režimu rada, gde ciklično broji od 0 do 99 sekundi. Alarm je programabilan i može se postaviti na bilo koji trenutak. Kada do alarma dođe, RTC generiše interapt u vidu spuštanja linje na stanje logičke nule. Mikrokontroler to detektuje i reaktivira se Način rada firmvera Nakon početnih inicijalizacija promenjivih i periferija, uređaj vrši prvo merenje veličina, koje će služiti kao referentno za prvo sledeće. Podaci se zatim šalju ZigBee vezom. Potom se inicijalizuje RTC i ulazi u beskonačnu petlju gde prva instukcija suspenduje mikrokontroler u stanje neaktivnosti. Kada se RTC alarm desi i mikrokontroler probudi vrši se merenje obe veličine. Potom se na osnovu definisanih intervala određuje veličina promene, a na osnovu tabele i naredno aktvna perioda. U koliko je došlo do promene rezultata, ili više od tri puta nije, podaci se šalju koordinatoru. Ovo se čini da bi se uštedela energija, ali i očuvao kontinuitet merenja sa druge strane. Zatim se na osnovu odabranog perioda postavlja novi RTC alarm i potom se petlja ponavlja. 3.2 PC aplikacija Aplikacija razvijena za PC podrazumeva dva režima rada, Online i Offline. Online je aktivan mod u kome se podaci prikupljaju od bazne stanice putem RS232 komunikacije. Parametre konekcije podešava korisnik pomoću ponuđenih kontrola. Zatim se podaci prikazuju na odgovarajućim indikatorima i graficima u realnom vremenu. Merni rezultati se takođe zapisuju u teksualni fajl. Serverska aplikacija još emituje podatke na UDP port definisan od strane korisika (slika 6). Klijentska aplikacija je vizuelno i funkcijski vrlo slična Serverskoj, a osnovna razlika je ta da ne postoji podrška za serijsku komunikaciju, a podaci se primaju isključvo preko UDP porta. Offline režim rada predviđen je za čitanje i grafički prikaz rezultata merenja zapisanih u teksualne fajlove (slika 7). 1642

151 Slika 6. Online režim rada Serverska aplikacija Slika 7. Offline režim rada 4. REZULTATI Sistem je testiran u mernoj laboratoriji, promenom temperature izazvanom izlaganju termometra zagrejanom alkoholu, ledu i sobnoj temperaturi u definisanom vremenskom periodu. Referentno merenje temperature vršeno je takođe temperaturnim senzorom DS18B20 sa konstantnom periodom merenja od 1 sekund. Potrošnja sistema praćena je merenjem struje napajanja preciznim FLUKE 8846A multimetrom. Test je trajao približno 42 minuta. Dobijeni rezultati prikazani su na slici 8. Gornji grafik je rezultat referentnog merenja, dok je donji rezultat merenja razvijenog sistema. Jasno se primećuje inertna priroda merenja ranije opisana, sa postepenim povećanjem perioda u pri mirnijim oscilacijama i skraćenjem perioda pri turbulentnijim promenama. Takođe, iz istog razloga postoji blago kašnjenje u odnosnu na referentno merenje, i amortizacija brzih oscilacija koja se lako primećuje na kraju grafika. Tokom testa ostvarena je prosečna struja od 23,45 ma. Poređenja radi, potrošnja sistema koji meri periodično svakih sekund i ne koristi power-down mod je 28,05 ma. Odnosno, ušteda ostvarena adaptivnim algoritnom u odnosu na opisani slučaj je 16,3%. 5. ZAKLJUČAK Princip udaljenih merenja pokazan tako što su merni uređaj i bazna stanica postavljene u susedne prostorije, a UDP konekcija ostvarena je u okviru LAN mreže. S toga se može smatrati da je virtualni instrument uspešno implementiran. Slika 8. Prikaz rezultata testiranja Ostvarena ušteda energije nije bila na očekivanom nivou. Međutim treba imati na umu da sam EasyBee modul koristi približno 15 ma struje, što je gotovo 65% ukupne struje. Na tu činjenicu se u ovoj konfiguraciji ne može uticati. Kada bi sistem bio implementiran tako da ZigBit predstavlja glavni i jedini mikrokontroler, prednosti adaptivnog algoritma bi došle do izražaja. Procenjeno je da bi prosečna struja u tom slučaju bila ispod 10 ma. 6. LITERATURA [1] Mikroelektronika, BIG_PIC5 User s Manual, 2008 [2] Mikroelektronika, UNI-DS3 User s Manual, 2010 [3] Atmel, ZigBit2.4GHz Wireless Modules ATZB-24- A2/B0, 2009 [4] Maxim, DS18B20 Programmable Resolution 1-Wire Digital Thermometer, 2008 [5] Figaro, Technical Information for KE-Series, 2005 [6] Mikroelektronika, MikroC PRO for PIC User s Manual, 2009 [7] Kratka biografija: Nenad Čabrilo rođen je u Zrenjaninu god. Diplomski-master rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Elektrotehnike i računarstva Instrumentacija i merenje odbranio je 2012.god. 1643

152 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: ПОБОЉШАЊЕ СТАТИЧКЕ СТАБИЛНОСТИ ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТСКОГ СИСТЕМА СРБИЈЕ КОРИШЋЕЊЕМ PSS-А И СИСТЕМСКОГ СТАБИЛИЗАТОРА IMPROVEMENT OF SERBIA ELECTRIC POWER SYSTEM'S SMALL SIGNAL STABILITY USING PSSs AND SYSTEM WIDE AREA CONTROLLER Марина Олуић, Факултет техничких наука, Нови Сад Област ЕЛЕКТРОТЕХНИКА И РАЧУНАРСТВО Кратак садржај Рад приказује детаљну анализу статичке стабилности електроенергетског система Србије у програмском пакету PSAT. Такође, анализирају се могућности побољшања статичке стабилности коришћењем адекватно подешених стабилизатора електроенергетског система ( Power System Stabilizer - PSS) и системског стабилизатора. Abstract This paper presents the detailed small signal stability analysis of Serbian electric power system using the PSAT software package. Further, the paper analyses possibilities for improvement of the small signal stability by using properly tuned Power System Stabilizers (PSSs) and Wide Area Controller. Кључне речи: електроенергетски систем (ЕЕС), анализа, статичка стабилност, стабилизатор ЕЕСа, пригушење осцилација, модови осцилација. 1. УВОД Неке од главних одредница у електроенергетским системима данас су: дерегулисано и конкурентно тржиште, интеграција дистрибуираних извора енергије и максимално искоришћење постојећих преносних и производних капацитета услед сталног пораста захтева за потрошњом и други, али уз минималне новчане издатке. Испуњење ових услова, уз неопходно одржавање поузданости ЕЕС, захтева оптимално подешење свих регулационих ресурса у систему. Тема овог рада је анализа и поправка стабилности ЕЕС-а при малим поремећајима. Ова врста стабилности је неопходан услов за исправно функционисање система, јер у случају нестабилног рада система (у смислу малих поремећаја) и најмањи поремећај може довести до распада система и престанка напајања великог броја потрошача [1]. Анализе ове врсте стабилности врше се помоћу линеаризованих модела ЕЕС-а, који омогућавају употребу робусних алата линеарне алгебре, при чему је због претпоставке малих варијација променљивих стања око стационарне радне тачке оправдано занемарење нелинеарности (система) [1]. НАПОМЕНА: Овај рад је проистекао из мастер рада чији ментор је био др Андрија Сарић, ванр. проф Анализа стабилности при малим поремећајима, поред одговора на питање о карактеру стабилности, као резултат даје и процену величине маргине стабилности система. Велика маргина стабилности је пожељна особина, јер осигурава стабилан рад система у широком опсегу радних тачака. Повећање маргине стабилности постиже се инсталацијом уређаја који у повратној спрези делују излазним сигналом који се суперпонира на побуде синхроних генератора. Стандардна метода за побољшање статичке стабилности је инсталација стабилизатора електроенергетског система ( Power System Stabilizer - PSS). Међутим, као ефикасније средство у скорије време се показује постављање системског стабилизатора. Предуслов за инсталацију овог типа стабилизатора је постојање већег броја фазорских мерних јединица ( Phasor Measurement Units - PMUs) повезаних у јединствен аквизициони систем ( Wide Area Measurement Systems -WAMS). Методе за анализу и поправку стабилности су демонстриране на моделу ЕЕС-а Србије, који је формиран на основу података из зиме те године. Анализе су рађење у софтверском пакету PSAT ( Power System Analysis Toolbox [2]). У раду се испитује утицај који наведене технике у одговарајућем подешењу имају на статичку стабилност конкретног модела и даје се њена детаљна анализа. 2. СТАБИЛНОСТ ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТСКОГ СИСТЕМА (ЕЕС) 2.1 Подела стабилности Стабилност ЕЕС-а се дефинише као способност система да одржава равнотежу у нормалним погонским условима, или да након поремећаја било које врсте оствари ново прихватљиво стационарно стање. Сви поремећаји у систему се могу поделити на: мале поремећаје и велике поремећаје. Мали поремећаји су случајне промене у потрошњи или производњи или испад-искључење вода по којем је ток снаге пре искључења био релативно мали или занемарив. Велики поремећаји су кварови који изазивају изненадне пропаде напона на сабирницама (захтевају неку врсту елиминације квара). Уопштено се анализа стабилности може поделити на угаону и напонску стабилност (о којој у овом раду неће бити речи).

153 Код угаоне нестабилности, услед губитка синхронизма долази до велике флуктуације излазне снаге појединачног или групе синхроних генератора. Момент конверзије који развија синхрона машина може се разложити на синхронизациони и пригушни момент. Осцилације у електроенергетском систему начелно се могу поделити у четири категорије: 1. Локални модови осцилација; 2. Међусистемски модови осцилација; 3. Контролни модови осцилација; 4. Торзиони модови осцилација. 2.2 Статичка стабилност ЕЕС-а Мали поремећаји су они поремећаји који се могу анализирати помоћу линеаризованих модела који по дефиницији важе само ако не долази до великих промена режима ЕЕС-а. Модел у фреквентном домену (након Лапласове трансформације и поступка линеаризације која се заснива на развоју једначина система у Тајлоров ред око стационарне и стабилне референтне радне тачке) гласи [1]: sδx() s Δ x(0) = AΔ x() s + BΔu () s, (1) Δ y( s) = CΔ x( s) + DΔu ( s) (2) и приказан је у блок-дијаграму на слици 1. Фактор учешћа се може дефинисати као мера осетљивости i-те сопствене вредности на дијагоналне елементе матрице стања система, односно k-ту променљиву стања (он је укупна мера утицаја k-те променљиве стања на i-ту сопствену вредност-мод). 3. АНАЛИЗА СТАТИЧКЕ СТАБИЛНОСТИ НА ПРИМЕРУ ЕЕС-А СРБИЈЕ Конверзијом доступних података из PSS/Е ( Power System Simulator for Engineering ) (.raw) формата [2] у PSAT (.m) формат креиран је модел ЕЕС-а Србије. У креирању модела коришћена је верзија софтвера MATLAB R2010a [3] и верзија PSAT (аутор је Federico Milano [4]). PSAT је open source пакет, чија је основа Matlab, а који служи за статичку и динамичку анализу ЕЕС-а. Ове особине га чине врло погодним за истраживања. Креирани модел је реалних димензија (ниво државе средње величине са производњом оствареном хидроелектранама, реверзибилним хидроелектранама и термоелектранама кроз 73 синхрона генератора) и реалних параметара елемената модела. Покретањем анализе статичке стабилност ( Small Signal Stability Analysis - SSSA) као функције PSAT-а, утврђује се да је систем са 441 чвором и 906 променљивих стања статички стабилан (слика 3) Imag Слика 1 - Блок-дијаграм модела у простору стања [1] У једначинама (1), (2) A, B, C и D су матрице стања, управљања, излаза и улаза, респективно. Комплетну информацију о стабилности носи карактеристични полином линеаризованог система. На основу карактеристичног полинома формира се једначина (карактеристична), чија су решења полови система (модови, сопствене вредности): det( si A ) = 0. (3) Систем се сматра стабилним само ако поседује све полове у левој полуравни комплексне s-равни. Битни појмови у анализи стабилности су и коефицијент пригушења мода, леви и десни сопствени вектори и фактори учешћа. Коефицијент пригушења одређује брзину опадања амплитуде i-тог мода осцилације и дат је следећом једначином: ξ = σ 2 2 σ + ω тј. представља негативан однос реалног дела и модула сопствене вредности. Aктивност k-те променљиве стања у i-том моду даје елемент десне сопствене матрице на позицији (k,i). Слично, леви сопствени вектори дају увид у јачину утицаја неке променљиве стања у сваком од модова: i-ти леви сопствени вектор одређује комбинацију оригиналних варијабли које формирају i-ти мод. (4) Real Слика 3-Графички приказ полова моделованог ЕЕС-а Србије у комплексној равни У сврхе детаљне анализе статичке стабилности ЕЕС-а Србије, као додатак програмском пакету PSAT, развијен је посебан извештај, који је као класа уграђен у сам изворни код пакета PSAT, а који приказује резултате прорачуна у облику који више одговара природи истраживања. Класа (.m) је испрограмирана тако да се одређен број сопствених вредности наводи у растућем редоследу (с обзиром на пригушења) заједно са променљивим стања које сваком моду доприносе. У анализи стабилности уобичајено се за најмање дозвољено пригушење узима граница од 5 % [1]. Извештај (резултати сумирани у табели 1) показује да четири сопствене вредности не задовољавају овај критеријум, што се види и са слике 3 на којој је граница од 5 % означена црвеном бојом. Табела 1-Недовољно пригушени модови Р. бр. Сопствена вредност Фреквенција [Hz] Пригушење [%] j j j j

154 На основу резултата из генерисаног извештаја закључује се да су недовољно пригушени модови међусистемски и да у њима највеће факторе учешћа имају променљиве стања синхроних генератора који су у моделу означени бројевима 5, 6, 19, 20, 21 и 22 (у питању су агрегати у Ђердапу и Бајиној Башти) и то угаоне брзине њихових ротора. Imag Ради бољег разумевања слабо пригушених модова осцилација, у PSAT су уграђене и две класе за прорачун и графички приказ десних (mo_eigenvectorright.m) и левих сопствених вектора ( mo_eigenvectorleft.m), и то као картице-лабеле у падајућем менију PSAT-овог прозора за анализу статичке стабилности. Покретањем лабела добија се осам графика који одговарају недовољно пригушеним модовима (слика 4, при чему су у левој колони десни, а у десној леви сопствени вектори). Графици потврђују податке из извештаја о факторима учешћа. Сва четири мода су међусистемска, а главни носиоци осцилација су генератори редних бројева и ПОБОЉШАЊЕ СТАБИЛНОСТИ Real 4.1 Класични стабилизатор-pss Imag Real Слика 3-Недовољно пригушени полови (четири конјуговано-комплексна пара) Првенствена улога PSS-а је пригушење њихања ротора генератора током прелазних процеса који су узроковани наглим променама оптерећења. PSS пригушује механичке осцилације ротора генератора тако што на побудни флукс генератора делује преко аутоматског регулатора напона (АРН) који делује на електромоторну силу побуде E fd појачавањем сигнала грешке напона. Претходно описане осцилације снаге имају фреквенције од 0,2 до 2,5 Hz. Деле се на три типа (у зависности од подручја које обухватају) [1]: Осцилације између генератора исте електране; Локалне осцилације, Осцилације између подручја, које се могу преносити и кроз интерконекције и генерално су најопасније. Задатак PSS-а је да најснажније делује управо на ове осцилаторне модове. Модел PSS-а дат је на слици 5. Први блок је појачање, други је диференцијални (обезбеђује да PSS не делује у стационарном стању), а трећи и четврти су компензациони блокови (уносе захтевани фазни померај у функцију преноса). Δω s K PSS stw 1+ st W 1+ st1 1+ st 3 1+ st 1+ st Слика 5- Блок шема модела PSS-а [5] 2 4 Δvs Када се прво на генератор 21 постави један, а затим и на генератор 22 додатни PSS са подешењем преузетим из релевантне литературе [1] (јер је на основу фактора учешћа закључено да су ти генератори са доминантним утицајем у слабо пригушеним модовима), анализа стабилности показује смањење броја лоших модова (табеле 2 и 3). Подешење PSS-а на генератору 21 није исто у оба случаја Табела 2- Недовољно пригушени модови у систему са једним PSS-ом Р. бр. Сопствена вредност Фреквенција [Hz] Пригушење [%] j j j Слика 4 -Десни и леви сопствени вектори недовољно пригушених модова 1646

155 Табела 3-Недовољно пригушени модови у систему са два PSS-а Р. бр. Сопствена вредност Фреквенција [Hz] Пригушење [%] j Из фактора учешћа се закључује да се већ са два добро подешена PSS-а број недовољно пригушених модова смањио са четири на један, при чему генератори на којима су уграђени стабилизатори преко својих променљивих више не учествују у слабо пригушеном моду (њега чине променљиве из већ помињане групе генератора са индексима од 1 до 6). 4.2 Системски стабилизатор Обсервабилност међусистемских модова у локалним сигналима је мала у поређењу са глобалним сигналима, па је и ефективност PSS-а у пригушењу вишеструких међусистемских осцилација ограничена. Предности које доноси коришћење даљинских сигнала за пригушење међусистемских осцилација, узроковале су велико интересовање истраживача из ове области, који улажу велике напоре у дизајну оптималног системског регулатора, који би био саставни део новог Wide Area Measurement-WAM система [6]. Конфигурације управљачких шема заснованих на овој технологији данас се углавном класификују на: централизоване, квази-централизоване и структуре са два нивоа [6]. На ЕЕС Србије са једним PSS-ом примењена је трећа шема. Подешавање параметара једног системског стабилизатора је оптимизациони проблем где је критеријум за подешавање максимална вредност пригушења најслабије пригушеног мода осцилација (услов је и стабилност свих модова). Параметри стабилизатора су три појачања K p1, K p2, K p3 и четири временске константе T 1, T 2, T 3, T w (структура дата на слици 7). Проблем је решен употребом функције fmincon из програмског пакета Matlab која решава нелинеарне оптимизационе проблеме са ограничењима. Дозвољени опсег за појачања је од до 500, а за временске константе од 0 до 5 s [5]. T3.s+1 T1.s+1 T4.s+1 T2.s+1 compensation 12 compensation 11 Tw.s Tw.s+1 washout 1 Kp1 Gain Kp2 Gain1 Kp3 Gain8 Слика 7-Структура системског стабилизатора Кретање ка оптимуму вршено је у итеративном поступку случајним варијацијама до тог тренутка најбољих параметара системског стабилизатора на који се доводе три променљиве стања-угаоне брзине ротора генератора у којима су недовољно пригушени модови најобсервабилнији (променљиве стања са редним бројевима 297, 327, 233). Излазни сигнал се затим суперпонира на 73 улаза (генератора) система (слика 8). 73 ulaza za referentni signal AVR-a x' = Ax+Bu y = Cx+Du EES Out1 In1 Out2 Sistemski stabilizator Promenljive stanja EES-a U S Selektor Слика 8-Модел у Simulink-у за подешавање системског стабилизатора Метода је извршена у 78 итерација, а најслабије пригушен пол система са тако подешеним системским стабилизатором (табела 4) је имао пригушење 5,36 %. Табела 4-Подешење системског стабилизатора K p1 K p2 K p3 T 1 T 2 T 3 T w Opt ЗАКЉУЧАК У раду су предложене две варијанте за побољшање стабилности при малим поремећајима-примена једног и два PSS-а, као и примена системског стабилизатора. На примеру електроенергетског система Србије, оба PSS-а су деловала позитивно (у циљу смањења осцилација), при чему је један мод и даље превише близу имагинарној оси (са недовољним пригушењем). Даље је уведена општија идеја централизованог управљања, код које је подешавањем једног системског стабилизатора (као додатног нивоа) система са једним уграђеним PSS-ом остварена довољна маргина статичке стабилности. 6. ЛИТЕРАТУРА [1] P. Kundur, Power System Stability and Control, McGraw-Hill, [2] F. Milano, Power System Modelling and Scripting, Springer, [3] [4] [5] V. S. Perić, A. T. Sarić, Primena stabilizatora za popravku stabilnosti elektroenergetskog sistema pri malim poremećajima, Elektroprivreda, vol. 63, br. 3, 2010, str [6] A. Almutairi, Enhancement of Power System Stability Using Wide Area Measuring System Based Damping Controller, The University of Manchester, Кратка биографија: Марина Олуић рођена је у Руми год. Дипломски-мастер рад на департману за енергетику, електронику и телекомуникације Факултета техничких наука из области електроенергетских система одбранила је год. Y 1647

156 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: PROJEKAT KONSTRUKCIJE VIŠESPRATNE ARMIRANOBETONSKE STAMBENE ZGRADE U NOVOM SADU DESIGN PROJECT OF STRUCTURE OF MULTISTORY RC RESIDENTAL BUILDING IN NOVI SAD Oblast- GRAĐEVINARSTVO Sadržaj- U radu je prikazan projekat konstrukcije višespratne armiranobetonske stambeno poslovne zgrade Su+P+4+Pk kao i uporedna analiza proračuna ploča na probijanje prema PBAB87, EC2 i ACI standardima. Abstract- The project of structure of multistory reinforced concrete residential and commercial building basement + ground floor + 4 stories + attic, and a comparative analysis of punching slabs by PBAB 87, EC2 and ACI standards are given in this paper. Ključne reči: armiranobetonska zgrada, skeletni sistem, probijanje ploča. 1. UVOD Projektnim zadatkom predviđeno je projektovanje stambeno poslovne zgrade spratnosti suteren + prizemlje + četiri sprata + potkrovlje sa dupleksima. Zgrada je u osnovi razruđenog preseka, definisani su gabariti, rasteri stubova, namena pojedinih površina, lokacija i konstruktivni sistem. 2. OPIS PROJEKTA 2.1. Projektni zadatak i arhitektonsko rešenje Zgrada se izvodi kao skeletni sistem sa platnima za ukrućenje. Položaj konstruktivnih elemenata definiasan je osama datim na slici 1. Objekat je projektovan kao stambeno poslovni, sa ulaznim holom, stepeništem i liftom i poslovnim prostorijama u prizemlju. U nivou suterena predviđen je prostor za garažu, ostave i podstanicu.na prvom spratu predviđa se prostor za stanovanje (6 stanova) i poslovni prostor. Na ostalim spratovima predviđen je prostor za stanovanje. Na II spratu se nalazi 10 stanova, na III i IV po 8 stanova. U potkrovlju je predviđeno 6 stanova, od čega su četiri stana dupleksi. Spratna visina svih stanova je 2,90m. Zidovi i plafoni u stanovima se malterišu i završno obrađuju polu-disperzivnom bojom. Podovi hodnika se obrađuju cementnom košuljicom i teraco pločicama. Zidove stepenišnog prostora je potrebno omalterisati i završno obraditi dekorativnim malterom kao i zidove hodnika. Podovi su obloženi parketom i keramičkim pločicama. Keramičke pločice se u sanitarnim prostorijama postavljaju do plafona, a u kuhinji do visine 1.50m. Stepeništa i hodnici obrađuju se keramičkim pločicama. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio prof. dr Đorđe Lađinović. Bojan Lekić, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad 1648 Fasadni zidovi su debljine 30cm (25cm+5cm) i izvode se od opeke. Unutrašnji zidovi debljina d=12cm i d=25cm se izvode od pune opeke, a zid debljine d=20cm se izvodi od građevinskog giter bloka. Sa dve strane objekta se nalaze susedni objekti iste spratnosti. Oni se nalaze duž kraćih strana i sa jedne i sa druge strane objekta. Slika 1 Šema osa 2.2. Konstruktivni sistem zgrade Objekat je projektovan kao armiranobetonska skeletna konstrukcija, kombinacijom AB stubova i AB ploča sa AB platnima za ukrućenje objekta. Položaj stubova je definisan poprečnim i podužnim međusobno ortogonalnim osama. Međuspratna konstrukcija je projektovana kao puna armiranobetonska ploča. Debljina ploče je d=20cm. Ona prima opterećenje jednog sprata koje prenosi na stubove. Pored toga, međuspratna konstrukcija ukrućuje sistem u horizontalnom pravcu i prenosi ih dalje na vertikalne elemente (stubove i zidove za ukrućenja). Međuspratne ploče su definisane kao površinski elementi marke betona MB35. Glavno stepenište u objektu se sastoji iz jedne kose ploče. Stepenište je uklješteno u dve međuspratne tavanice. Za stepenište u dupleks stanovima korišćena je polu-kružna ploča. Korišćena je marka betona MB35. Skeletni konstruktivni sistem je projektovan kao bezgredni sistem. Dimenzije stubova su: u podrumu b/d = 50/50cm, 55/55cm i 60/60cm, u prizemlju b/d = 45/45cm i 50/50cm, na I spratu b/d = 40/40cm, 45/45cm i 50/50cm, na II spratu b/d = 40/40cm i 45/45cm i od III sprata, pa do vrha zgrade b/d= 40/40cm. Jedino stubovi koji se nalaze u osi g su drugih dimenzija: u podrumu b/d = 60/65cm, u pri-

157 zemlju b/d = 55/60cm, na I spratu b/d = 50/55cm, na II spratu b/d = 45/50cm i od III sprata, pa do vrha zgrade b/d = 40/45 cm. Stubovi su projektovani tako da zadovoljavaju propisane uslove iz pravilnika o tehničkim normativima za izgradnju objekata visokogradnje u seizmičkim područjima. Betoniraju se betonom marke MB35. Armiranje stubova se vrši sa rebrastom armaturom RA400/500 i izvršeno je prema PBAB i pravilniku za seizmiku. Raspored zidova za ukrućenje u osnovi obezbeđuje skoro centrično ukrućenje zgrade u oba ortogonalna pravca. Uloga ovih elemenata je da prime i prenesu na temeljnu ploču horizontalna seizmička opterećenja i doprinesu celokupnoj krutosti zgrade. Zidna platna su u poprečnom pravcu dimenzija b= 25cm i b= 15cm, što je i slučaj sa zidovima liftovskog okna, a u podužnom pravcu su dimenzija b= 25cm, b= 20cm i b= 15cm. Jedino je zid u osi C oslabljen otvorom za vrata. Zidovi za ukrućenje su projektovani tako da zadovoljavaju propisane uslove iz pravilnika o tehničkim normativima za izgradnju objekata visokogradnje u seizmičkim područjima. Korišćena je marka betona MB35. Armiranje zidova se vrši rebrastom armaturom RA400/500 i izvršeno je prema PBAB i pravilniku za seizmiku. U podrumu su projektovani armiranobetonski zidovi debljine d= 25cm. Njihova uloga je da prime opterećenje od tla. Armiranje zidova se vrši rebrastom armaturom RA 400/500 i izvršeno je prema PBAB i pravilniku za seizmiku. Fundiranje objekta je izvršeno preko pune armiranobetonske ploče debljine d= 50cm. Ispod temeljne ploče nasipa se tampon sloj šljunka debljine 10cm i sloj mršavog betona debljine 5cm. Preko sloja mršavog betona se postavlja hidroizolacija koja je sa gornje strane zaštićena slojem nearmiranog betona debljine 5cm. Korišćena je marka betona MB35, a armatura RA400/500. Dozvoljen napon u tlu je dobijen u geomehaničkom elaboratu za dati lokalitet i on iznosi σdoz=250. Krovna konstrukcija je prosta, drvena. Pored uticaja od sopstvene težine, konstrukcija je proračunata i na dejstvo vetra, snega i od pokretnog opterećenja koje izaziva čovek. Opterećenje od krovne ravni preuzimaju drveni rogovi. Maksimalni osovinski razmak rogova je e= 90cm. Rogovi su dimenzija b/d= 12/14cm. Opterećenje se sa rogova prenosi na venčanice. Venčanice su dimenzija b/d= 12/12cm. Opterećenje sa venčanica se prenosi na betonsku konstrukciju. Celokupnu drvenu krovnu konstrukciju treba izvesti od četinara II klase maksimalne vlaznosti 18%. opterećenja saglasno Pravilniku [1] (II kategorija objekta, II kategorija tla, VIII seizmička zona) Statički i dinamički proračun Konstrukcija je modelirana prostorno u programskom paketu Tower 6.0 (Slika 2). Veza objekta i podloge je modelirana pomoću elastičnih opruga po Vinklerovom (Winkler) modelu. Analiza dejstva horizontalnih opterećenja, kao i modalna analiza, pretpostavlja nedeformabilnost tavanice konstrukcije u svojoj ravni. Procentualno učešće pojedinih opterećenja je detaljno prikazano kasnije u poglavlju za modalnu analizu. Statički i dinamički proračun sproveden je na modelu kod koga su kombinovani linijski i površinski elementi. Svi elementi su armirani rebrastom armaturom RA400/500. Marka betona svih nosećih elemenata je MB35. Za dimenzionisanje elemenata je korišćena anvelopa kombinacija graničnih uticaja (slika 3). Slika 2 3D zgled konstrukcije 2.3. Analiza opterećenja Slika 3 Ram u osi 6, anvelopa momenta M 3 Analizirani su sledeći slučajevi opterećenja: stalno 2.5. Dimenzionisanje i armiranje elemenata opterećenje, prema SRPS U.C7.123/1988, čine sopstvena Za sve elemente kostrukcije korišćen je beton MB35. Pri težina konstrukcije (stubovi, grede, zidna platna, tavanice) dimenzionisanju elemenata, i za podužnu i za poprečnu i težine nenosivih elemenata (zidovi ispune, podovi, armaturu, usvojena je rebrasta RA 400/500. Svi elementi krovne obloge); korisno opterećenje, u funkciji namene su dimenzionisani saglasno važećim propisima [1], [2], prostorija, prema SRPS U.C7.121/1988; opterećenje snegom iznosi 0.75kN/m 2 prema uticajima merodavnih graničnih kombinacija osnove krova (Sl. list SFRJ 61/48); opterećenja, za šta je iskorišćena opcija korišćenog softvera. Naknadno, neke veličine su korigovane, u samom opterećenje vetrom je analizirano saglasno aktuelnim standardima SRPS U.C7.110, 111 i 112; seizmičko programu ili prilikom iscrtavanja planova armiranja. Stubovi su dimenzionisani kao koso savijani, obostrano opterećenje je analizirano metodom statički ekvivalentnog simetrično armirani. AB zidovi su dimenzionisani saglas- 1649

158 no Pravilniku [1] i [2]. Dimenzionisanje svih krovnih pozicija je izvršeno metodom dozvoljenih napona. Kontrola napona pritisaka u stubovima i zidovima je sprovedena, kao i provera ploča na probijanje. 3. UPOREDNA ANALIZA PRORAČUNA PLOČA NA PROBIJANJE PREMA PBAB 87, EC2 I ACI STANDARDIMA 3.1. Opšte Proračun ploča na probijanje sprovodi se kod ploča direktno oslonjenih na stubove, kao i kod ploča oslonjenih na stubove preko ojačanja glave stuba odnosno kapitela. U slučaju ploča bez kapitela, ploča sa malim kapitelima i ploča sa velikm koncentrisanim opterećenjima javlja se problem obezbeđenja ploče od probijanja. Do probijanja ploča dolazi zbog velikih smičućih napona, odnosno glavnih napona zatezanja. PBAB zahteva da se u vertikalnim presecima ploče oko stuba, odnosno koncentrisanog opterećenja, sračunaju uticaji važni za sigurnost ploče na probijanje i, po potrebi, izvrši osiguranje kritičnih preseka poprečnom armaturom. Provera se vrši za eksploataciona opterećenja, a maksimalni smičući napon τ se upoređuje sa dopuštenim naponima smicanja. Maksimalni računski smičući napon usled probijanja treba računati za presek 1-1 na slici 4. pomoću obrazca (1): Slika 5 Položaj poprečne armature za osiguranje preseka od probijanja prema PBAB87 Prema EC2 postupak proračuna napona smicanja usled probijanja zasniva se na određivanju napona smicanja u kontrolnim presecima duž ivica stuba i osnovnog kontrolnog obima u 1 (slika 6). Ukoliko se pri proračunu na osnovnom kontrolnom preseku pojavi potreba za armaturom za prijem smicanja, treba odrediti dalji kontrolni obim u out,ef na kojem armatura za prijem smicanja više nije potrebna. Slika 4 Proračunski model prema PBAB 87 τ = (1) U članu 221 našeg pravilnika definisane su granice napona smicanja. Računski napon smicanja mora da zadovolji uslov: τ γ 2 τ b (2) Kada je, međutim, τ 2/3 γ 1 τ a (3) nije potrebna računska armatura za prijem sila zatezanja. Beton je u stanju da primi i prenese transverzalnu silu koja deluje u oblasti oslonca u kritičnim presecima 1-1 (slika 4). Ako se naponi τ nalaze u granicama: 2/3 γ 1 τ a < τ < γ 2 τ b (4) mora se za preuzimanje transverzalne sile T max predvideti armatura A ak. A ak = (5) Za prijem glavnih napona zatezanja treba sračunatu armaturu postaviti pod uglom od 45 ili strmije, do 90, u odnosu na horizontalu prema slici 5. Slika 6. Proračunski model prema EC2 Maksimalni napon smicanja u kontrolnom obimu po EC2 određuje se pomću obrazca (6): V Ed = (6) Potrebno je izvršiti sledeće kontrole: Po obimu stuba, ili po obimu opterećene površine, proračunska vrednost maksimalnog napona smicanja od probijanja ne sme da bude prekoračena V Ed < V Rd,max (7) Armatura za prijem smicanja nije potrebna ukoliko je: V Ed < V Rd,c (8) Kada je u posmatranom kontrolnom preseku: V Ed > V Rd,c (9) potrebno je predvideti armaturu za prijem smicanja. Ukoliko je potrebna, armatura za prijem smicanja treba je odrediti prema sledećem izrazu: V Rd,cs = 0,75 V Rd,c + 1,5(d/s r ) A sw f ywd,ef [1/(u 1 d)]sinα (10) Položaj armature za osiguranje preseka od probijanja prema EC2 prikazan je na slici

159 4. ZAKLJUČAK Proračuni ploča u odnosu na probijanje prema pravilnicima PBAB 87, EC2 i ACI standardima su veoma slični. Provera ploča na probijanje po PBAB 87, EC2 i ACI svodi se na određivanje napona smicanja u određenim kontrolnim presecima, i upoređivanje tih napona sa dozvoljenjim vrednostima. EC2 propisuje da se naponi smicanja proveravaju na ivici stuba (na ivici opterećene površine),i u kontrolnom obimu na udeljenosti 2d od ivice opterećene površine. Po PBAB položaj kritičnog preseka je na udaljenosti 0,5h s od ivice opterećene površine, dok se po ACI standardima naponi proveravaju na ivici opterećene površine, kao i u kontrolnom obimu na udaljenosti d/2 od ivice opterećene površine. Naponi smicanja dobijeni po EC2 imaju manje vrednosti zbog toga što je kontrolni obim veći za 50% od vrednosti koja se dobija po PBAB 87 i ACI standardima. Granične vrednosti napona smicanja bez dodatne armature za prijem smicanja se takođe razlikuju, PBAB daje veće vrednosti. Pri proračunu napona smicanja u kontrolnim presecima PBAB 87 ne uzima u obzir uticaj momenata savijanja na veličinu napona smicanja, dok EC2 uvodi u proracun momente savijanja usled čega se povećavaju naponi smicanja, odnosno smanjuje vrednost kritičnog opterećenja. EC2 povećava napone smicanja usled dejstva momenta koeficijentom β (β se kreće u granicama 1,15-1,5 i zavisi od položaja stuba u konstrukciji), dok kod PBAB 87 to nije slučaj. Za slučaj unutrašnjeg stuba po EC2 se dobijaju manje vrednosti smičućih napona ( β=1,15 ) od vrednosti koje daje PBAB 87 ( kritični obim je veći za 50% pa se dobijaju manje vrednosti napona smicanja), dok se kod ivičnih stubova po oba pravilnika dobijaju skoro indentične vrednosti napona smicanja ( β=1,5 ). 5. LITERATURA Slika 7 Položaj armature za osiguranje preseka od probijanja prema EC2 Prema ACI standardima proračun ploče ili temelja za dejstvo u dva pravca zasniva se na jednačinama: ɸ V n V u (11) V n = V c + V s (12) Armiranje za prijem smicanja se vrši na tri načina: usvajanjem uzengija, čeličnim profilima i postavljanjem klinova (slika 8). Slika 8 Armatura za prijem smicanja pomoću uzengija [1] Zbirka Jogoslovenskih pravilnika i standarda za građevinske konstrukcije: Jugoslovenski standard sa obaveznom primenom od stalna opterećenja građevinskih konstrukcija (SRPS U.C7.123) Jugoslovenski standard sa obaveznom primenom od korisna opterećenja stambenih i javnih zgrada (SRPS U.C7.121) Jugoslovenski standard sa obaveznom primenom od opterećenje vetrom (SRPS U.C ) Pravilnik o tehničkim normativima za izgradnju objekata visokogradnje u seizmičkim područjima [2] Grupa autora: Beton i armirani beton prema BAB 87, knjiga 1, Univerzitetska štampa, Beograd, [3] Grupa autora: Beton i armirani beton prema BAB 87, knjiga 2, Univerzitetska štampa, Beograd, [4] M. Gojković, B. Stevanović, M. Komnenović, S. Kuzmanović, D. Stojić: Drvene konstrukcije- JUS standardi, Propisi, Evrokod 5, tabele, brojni primeri, Građevinski fakultet Univerziteta u Beogradu, Beograd, [5] Ž. Radosavljević, D. Bajić: Armirani beton 3, Građevinska knjiga, Beograd, [6] B. Petrović: Odabrana poglavlja iz zemljotresnog građevinarstva, Građevinska knjiga, Beograd, [7] S. Stevanović: Fundiranje I, Naučna knjiga, Beograd, [8] Eurocode 2: Design of concrete structures - Part 1-1: General rules and rules for buildings, Management Centre, Brussels, december [9] ACI standard: Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI 318M- 08) and Commentary, June Kratka biografija: Bojan Lekić rođen je u Loznici godine. Diplomski-master rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Građevinarstvokonstrukcije odbranio je godine. 1651

160 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad TEHNOLOGIJA I ORGANIZACIJAA GRAĐENJA POSLOVNOG KOMPLEKSA U FUNKCIJI POLJOPRIVREDE U ZRENJANINU TECHNOLOGY AND CONSTRUCTION MANAGEMENT OF THE BUSINESS COMPLEX FOR AGRICULTURAL PURPOSE IN ZRENJANIN Oblast GRAĐEVINARSTVO Kratak sadržaj U ovom radu je predstavljena izrada projekta tehnologije i organizacije građenja poslovnog kompleksa u funkciji poljoprivredee u Zrenjaninu. Prikazane su analize metoda rada sa opisom tehnologije izgradnje, analizirani svi uslovi građenja, sprovedena organizacija gradilišta prema pravilima i dostupnoj mehanizacijii i na osnovu toga izrađen elaborat o uređenju gradilišta. Osnovu rada predstavlja dinamički plan građenja koji obuhvata tehniku mrežnog planiranja, Gantov dijagram i histogram radne snage. Oplata i oplatni sistemi su posebnoo analizirani i dato je optimalno rešenje. Abstract This paper presents the development of the project of technology and construction management of the business complex in the function of agriculture in Zrenjanin. Analysis methods are presented with a description of the construction technology, all of the constructing conditions are analyzed, site organization conducted under the rules and the machinery available and on that ground made the study of constructionn site. The basis of a construction schedule includes network planning techniques, Gantt chart and a labor chart. Formwork and formwork systems are analyzed and given the optimal solution. Ključne reči: Tehnologija građenja, organizacija građenja, silosi 1. UVOD Objekata kroz istoriju ima mnogo i svaki od njih je izgrađen tehnologijom koja je u tom trenutku predstavljalaa maksimum ljudskog umeća i veštine. Svaki građevinski proizvod je jedinstven i kao takav nedeljiv i nepokretan po završetku građenja.tehnologija istražuje odvijanje proizvodnje u celini, a posebno radnog procesa. Tehnološki proces označava redosled obavljanja pojedinih delova složenog radnog procesa za dobijanje proizvoda određenih osobina. Kako se pri izradi pojedinih radova čestoo raspolaže različitim tehnološkim sastavima potrebno je, procenjujući ih, utvrditi opravdanost njihove primene. Takođe je bitno razmatrati različite varijante nekog rešenja i postupkom optimizacije odabrati najpovoljnije. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Milan Trivunić, red. prof. Nemanja Ilić, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad OPIS OBJEKTA Objekti su namenjeni za prijem zrna, sušenje, skladištenjee sa eleviranjem i izdavanjem u drumska vozila. Objekat služi za vlastite potrebe, a istii može imati komercijalnii karakter tj. moguće je kapacitete koristiti za uslužno skladištenje, sušenje ili pretovar drugim pravnim i fizičkim licima. U tehnološko-mašinskomm delu ovog projekta detaljno je opisan tehnološki proces rada silosa. Projektovano je savremeno tehnološko rešenje sa automatskim upravljanjem i kontrolom funkcionisanjaa tehnoloških linija tako da se procesom rukovodi iz komadne prostorije. Zbog povremene kontrole i remonta opreme, pristup je omogućen stepenicama u kombinacijii sa penjalicama kroz čelični elevatorski stub. Predviđena aspiraterska kuća služi za smeštaj aspiratera i ostale potrebne opreme, sve prema mašinsko tehnološkom projektu. Istovar pristigle robe iz vozila u usipne koševee je preko nagibnih kip platformi dužine 18,0 m što odgovara svim vrstama vozila..iznad prijemnih bunkera i kip platformi predviđena je nadstrešnica za zaštitu od atmosferalija i ujedno za sprečavanje širenja prašine pri istovaru. Projektovan je i treći usipni koš gde se istovar robe vrši naginjanjem prikolice unazad.kompleks je izrazito inženjerski objekat gde je sve podređenoo tehnološkim zathevima i racionalnosti rešenja. Objekat predstavlja jednu celinu sastavljenu iz jedinica za prijem, čišćenje, sušenje i skladištenje zrna žitarica.u cilju sprečavanja pojave većine nepovoljnih okolnosti potrebnoo je celishodno planirati i uzeti u obzir sve parametre od važnosti za realizaciju objekta. Pre razrade novog projekta neophodno je misaono predstaviti sve operacije projekta, srediti te operacije prema postupnosti izvršenja, objasnitii smisao i značaj svake operacije, kao i to na koji način i pomoću kojih sredstava se data operacija može izvršiti. Tabela 1.Obračun površina objekata od kojih je sastavljen poslovni kompleks R. br. Objekat Bruto m² UDK: Neto m² 1 Silosne ćelije 10х2065 t 2.277, ,32 2 Usipni koševi 1 sa nagibnom poluplatformom i nadstrešnicom 153,59 153,59 3 Usipni koševi 1 sa nadstrešnicom 112,0 112,0 4 Aspiraterska kuća 168,0 154,07 5 Tampon ćelije 2x350 t 44,96 44,96 6 Sušara 38,76 38,76 Ukupno: 2.948, ,29

161 3.ANALIZA METODA RADA SA OPISOM TEHNOLOGIJE Kako izgradnja objekta predstavlja kompleksan proces rada i zahteva ozbiljan pristup rešavanju svih njegovih segmenata, potrebno je sve radove na izgradnji objekta definisati projektom uz maksimalno pridržavanje i usaglašavanje sa važećim pravilnicima i standardima kao i pravilima koja nalaže struka. Pri izvođenju radova dužnost izvođača je da sve radove izvede stručno, kvalitetno i u skladu sa projektom. Radovi na izgradnji objekta započinju pripremom gradilišta i zemljanim radovima. Značaj i uloga pripremnih radova je u tome što se njima omogućava brzo i racionalno izvođenje glavnih radova.na osnovu proučenih podataka o objektu kao i uslova lokacije i mogućnosti preduzeća donešeni su zaključci koji će odrediti tehnologiju i dinamiku izvođenja radova. 3.1 Zemljani radovi Pre početka zemljanih radova za sve objekte izvršiti raščišćavanje terena od šuta i ostalog materijala, zatim obeležavanje objekta na terenu, iskolčavanje, postavljanje nanosne skele, osovine i visina tačaka. Zemljane radove izvršiti prema visinskim kotama datim u projektu Zbog nedovoljne nosivosti tla vršiće se njegova zamena. Kontrola zbijenosti materijala će se sprovoditi savremenom kontrolom pomoću dinamičkog uređaja sa padajućim tegom. Ovaj uređaj omogućava brz, nedestruktivan postupak ispitivanja. Rezultati merenja se dobijaju odmah, a omogućeno je i ispitivanje na manje pristupačnim mestima, kao što su rovovi i sl.veoma bitna stvar je što, koristeći ovu metodu ispitivanja, ne dolazi do usporavanja ili prekida izvođenja radova na objektu. 3.2 Betonski radovi Svi betonski armirano betonski radovi izvode se prema važećim propisima za beton i armirani beton. Dimenzije elemenata moraju odgovarati projektovanim. Pri samom betoniranju treba voditi računa o projektovanom položaju armature, kako o međusobnom odnosu šipki, tako i o položaju između šipki i slobodne ivice betonskog elementa. Beton mora zadovoljiti posebne uslove kvaliteta i projektovane marke betona, kao i dokaz čvrstoće na pritisak. Kocke se čuvaju na gradilištu u istim uslovima, kao i izbetonirani delovi konstrukcije.pre i u toku betoniranja treba imati konstantan uvid u opšte stanje oplate. 3.3 Armirački radovi Na gradilištu je predviđen armirački plac na kom će se vršiti priprema armaturnih sklopova za ugradnju. Armatura se posle sečenja i savijanja na placu prenosi na za to predviđena mesta, deponije, a zatim će se ugrađivati u objekte za koje je namenjena.armaturu pre ugradnje treba očistiti od korozije i prljavštine. Čelik za armaturu mora odgovarati JUS standardima. Svu podeonu armaturu treba vezati za glavnu armaturu paljenom žicom 1,4 mm. 3.4 Tesarski radovi Na gradilištu je predviđen tesarski plac na kojem se vrši izrada oplate za potrebe svih betonskih i armirano betonskih radova. Oplata se sa placa prenosi kranom ili viljuškarom i deponuje se na za to predviđena mesta, 1653 deponijama prikazanim na šemama organizacije gradilišta. Oplata betonskih i AB elemenata mora biti izrađena u svemu prema planu oplate pojedinih elemenata datom u statičkom proračunu. Oplata i odgovarajući podupirači moraju biti tako urađeni da obezbede nosivost sveže betonske mase i projektovane dimenzije elemenata tj. ne sme se deformisati pri betoniranju i ne sme da oštećuje elemente prilikom demontaže. Sve površine koje dolaze u dodir sa betonom treba premazati odgovarajućim sredstvom protiv prijanjanja betona (oplatol,...). 3.5 Zidarski radovi Sav upotrbljeni materijal za zidanje mora odgovarati zahtevima važećih propisa i standarda. Materijal koji se koristi za zidarske radove dovozi se kamionima iz centralnog skladišta ili direktno od proizvođača pojedinih materijala. Malter za zidanje mora biti odgovarajućeg sastava i marke. Malter se spravlja na gradilištu pomoću mešalice. Malterisanje se obavlja slojem grubog i finog maltera sa prethodnim prskanjem cementnim mlekom. Sve malterisane površine moraju biti ravne i glatke. Zidanje i malterisanje se vrši malterom razmere 1:2: Izbor mehanizacije Prilikom izbora mehaničkih sredstava za izvršenje radova treba uzeti u obzir sve faktore koji utiču na taj izbor, a pre svega treba voditi računa o tome da svi predviđeni radovi budu završeni kvalitetno i u predviđenom roku. Da bi se to postiglo treba ići na izbor mašina visoke produktivnosti, naročito za složene radove i radove većeg obima. 3.7 Praktični učinak mehanizacije Da bi se izvršio izbor mehanizacije tj. građevinskih mašina neophodno je definisati njihov praktični učinak. Pod praktičnim učinkom građevinske mašine se smatra stvarni učinak na određenom gradilištu i pod određenim uslovima eksploatacije koji se, uzimajući u obzir sve okolnosti koje prate dato gradilište, izražavaju koeficijentima korekcije kojima se množi teorijski učinak koji podrazumeva učinak mašine pod optimalnim uslovima eksploatacije. 4. OPLATA Prema svim svetskim normama oplata mora biti takva da osigura projektovano ponašanje u izradi, kao i neškodljivost za beton i armaturu. Metalni delovi različitih elektropotencijala ne smeju biti elektropovezani. Što se tiče same cene armirano-betonske konstrukcije, u zavisnosti od složenosti i veličine preseka elementa, oplata sudeluje od 20 do 40%. Oblik, tačnost svakog elementa u svim prostornim veličinama i površinski izgled direktan su odraz vrste i kvaliteta primenjenih oplata. Tehničkim rešenjima oplatnih sklopova omogućuje se da očvrsnuta betonska konstrukcija postupno i mirno preuzme opterećenja za koje je izrađena.kriterijumi za usvajanje određenog sistema oplata su obično eksploataciono opterećenje, minimalno vreme rada na poziciji i minimalni troškovi radne snage, ali pre svega poštovanje određenog kvaliteta radova i ugovorene dinamike radova.

162 4.1 Tipovi oplatnih sistema U savremenom građevinarstvu, u zavisnosti od tehnološko-ekonomskih faktora koriste se sledeći tipovi oplata: Tradicionalno izrađene oplate Izgubljene oplate Prenosne oplate Tunelske oplate Klizne oplate Pneumatske oplate Kalupi Specijalne oplate U našoj zemlji nije retkost i danas videti objekte zavidnih gabarita koji se rade tradicionalnom oplatom. Razlozi za tako nešto mogu se tražiti u ceni, ponudi drvene građe, kao i obučenosti i iskustvu radnika, mada sve strožiji kriterijumi kvaliteta ugrađene betonske mase i brzina ugradnje uzrokuju sve manju primenu ove oplate.rade se isključivo od drvene građe i proizvedene su pretežno zanatski. Slika 1. Tradicionalna oplata za zidove Za ispunjenje najvećeg broja zahteva u današnjoj praksi javio se sistem prenosne oplate. Ovaj sistem oplata je u najširoj upotrebi, naročito na objektima visokogradnje. Sastoji se od tabli velikih površina koje se nakon upotrebe demontiraju i mehanizacijom prenose do drugog fronta rada. U zavisnosti od tipa oplate koja je izabrana, neophodna je i obuka radne snage za rukovanje. Slika 2. Sistem prenosnih oplata Tunelske oplate predstavljaju dalje usavršavanje velikih prenosnih oplata. Ove oplate spadaju u one prostornog tipa, pošto je putem njih omogućeno istovremeno betoniranje i zidova i međuspratnih konstrukcija. Klizna oplata primenjuje se za betoniranje visokih konstrukcija sa nepromenljivim poprečnim presecima (stubovi, jezgra zgrada, silosi). Slika 3. Sistem kliznih oplata 4.2 Utrošak vremena za radove na oplati Utrošak rada potrebnog za ugradnju betona zavisi od tehnoloških pokazatelja svežeg betona kao što su: vodocementni faktor, obradljivost, krupnoća zrna, oblik zrna itd. Rad na daščanoj oplati je poznata stvar i za taj rad imaju detaljno razrađeni normativi. Ukoliko daske zamenimo šperpločama, utrošak vremena potrebnog za oplaćivanje možemo smanjiti za %.Ukupno vreme koje se troši na oplaćivanje sastoji se od zbira vremena sledećih aktivnosti: dovoz, odvoz sa dizanjem i skidanjem materijala sa oplate sastavljanje i rastavljanje oplatnih sklopova postavljanje (montaža) i skidanje (demontaža) oplate sa čišćenjem, premazivanjem i manjim popravkama Tesarski radovi angažuju puno ljudskog rada, pa je uvek ekonomičnije oplatu dobro pripremiti u radionici, nego organizovati njenu izradu na gradilištu. Čak i kada se pravilno oblikuje i prilagodi konstrukciji objektu, oplata zahteva puno veću angažovanost ljudskog rada nego betonski radovi. Od ukupnog vremena tesarskih radova 75% odlazi na montažu oplate, a 25% apsorbuju demontaža, čišćenje, površinska zaštita i sitne popravke. Tabela 2. Angažovanost radne snage Elementi konstrukcije objekta Oplata Beton Stubovi 70% 30% Grede 60% 40% Ploče debljine 12,0 cm 57% 43% Ploče debljine0,0 cm 46% 44% Stepenice 57% 43% Krovne ljuske 70% 30% 4.3 Izbor oplate za temeljne zidove silosnih ćelija Od suštinskog je značaja usvajanje onog sistema oplata koji na najbolji način zadovoljavaju projektnu tehnologiju u odnosu na željeni dinamički plan izgradnje, ekonomski aspekt, očekivani nivo produktivnosti i stručnost brigade. Za izradu oplatnih sklopova je izabran oplatni sistem DOKA Top 50 koju jednim delom preduzeće ima na raspolaganju, a deo elemenata koji nedostaje za kompletiranje oplatnih sklopova će se iznajmiti od DOKA predstavništva. 1654

163 Slika 3. Izgled gotovog sklopa oplate Oplatni sklopovi biće montirani na tesarskom platou koji se nalazi u okviru gradilišta. Svi elementi, kako oni koji su u vlasništvu firme, tako i oni iznajmljeni moraju biti dostavljeni na gradilište na vreme za početak radova na oplati. Oplata Top 50 ima samo tri sistemska elementa. Poseduje maksimalnu fleksibilnost i omogućava postavljanje oplata za sve geometrijske oblike. Može se dimenzionisati prema bilo kom pritisku betona. Oplatne ploče mogu da budu razne, a i postoji slobodan raspored otvora za ankere. Slika 4. Elementi oplatnog dela Sprovedena analiza dostupnih oplatnih sistema ukazala je da, s obzirom na obim radova, usvojena varijanta izrade zidova pomoću prenosne oplate omogućava brz ritam rada u pogledu narednih radova, jer se dobrom paralelizacijom i velikom izdržljivošću ovog oplatnog sistema postiže konstantan rad bez zastoja. Preciznost dimenzija je na mnogo većem nivou nego kod tradicionalno izvedenih oplata. Od suštinskog je značaja usvajanje onog sistema oplata koji na najbolji način zadovoljavaju projektnu tehnologiju u odnosu na željeni dinamički plan izgradnje, ekonomski aspekt, očekivani nivo produktivnosti i stručnost brigade. Ovim oplatnim sistemom je pokušano objediniti sve to. 5. DINAMIČKI PLAN GRAĐENJA 5.1 Plan izgradnje kompleksa Dinamički plan predstavlja model usvojenog procesa izvođenja radova na izgradnji objekta. Kvalitetnom organizacijom toka izgradnje dobijaju se odgovarajući parametri (vremenski rokovi, troškovi, kvalitet procesa). Metode korišćene za modeliranje procesa izgradnje ovog objekta su metode mrežnog planiranja i Gantovog dijagrama. Sledeći korak u analizi procesa jeste praćenje realizacije izgradnje čime se omogućava konstantno poređenje planiranog i stvarno realizovanog i formiraju preduslovi za pravovremeno reagovanje. 5.2 Planiranje uz pomoć računara Korišćenje odgovarajućih računarskih programa u fazi izgradnje objekta u velikoj meri olakšava praćenje toka izgradnje kroz sve aspekte planiranja - od praćenja realizacije planiranih aktivnosti na časovnom, dnevnom, nedeljnom, mesečnom, kvartalnom i/ili godišnjem planu, preko iskorišćenja planiranih količina materijala i mehanizacije, do kontrole ispunjenja predviđenih normativa rada radnika. U ovom radu gantogram je urađen pomoću programa Microsoft Project Tok radova, odnosno trajanje aktivnosti predstavljeno je paralelnim linijama (zato se i zove paralelni dinamički plan), tako da je ovaj način prikazivanja pogodan i za radove koji se ne pojavljuju ciklično. Gantogram prikazuje datum početka i završetka kao i intenzitet izvršenih radova. Aktivnosti na kritičnom putu su prikazane preglednije nego kod mrežnog plana, kao i trajanje aktivnosti i vremenski zazor kod aktivnosti koje nisu na kritičnom putu. 6. ZAKLJUČAK U ovom radu, kompletan tehnološki proces je raščlanjen na aktivnosti koje su poređane po redosledu izvršenja, prethodno poštujući sva pravila planiranja i redoslede pojedinih radova. Koristeći tehniku mrežnog planiranja dobijen je rok završetka radova na predmetnom kompleksu. Precizirani su frontovi rada u zavisnosti od raspoloživog broja radnika i vremenskih ograničenja trajanja pojedinih radnih procesa. Za određivanje trajanja radnih aktivnosti korišćene su građevinske norme. S obzirom da se radi o inženjerskom objektu koji će se koristiti u industrijske svrhe, kod koga je dominantna betonska konstrukcija, posebna pažnja je posvećena oplatnim sistemima. Izborom oplatnih sistema možemo najviše uticati na rokove završetka radova. Izabran je oplatni sistem koji je optimalan sa strane ekonomskog i tehnološkog aspekta. 7. LITERATURA [1] Trivunić, M., Matijević, Z.: Tehnologija i organizacija građenja praktikum, Univerzitet u Novom Sadu, FTN, [2] Trbojević, B.: Organizacija građevinskih radova, Naučna knjiga, Beograd, [3] Kovač, B., Brana P., Vidaković, D.: Tehnologija građenja nastavni materijal, Sveučilište u Osijeku, [4] Normativi i standardirada u građevinarstvu, Građevinskaknjiga, Beograd, 1996 Kratka biografija: Nemanja Ilić, rođen je u Novom Sadu god. Diplomski-master rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Građevinarstvo Organizacija i tehnologija građenja odbranio je 2012.god. 1655

164 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad PLANIRANJE IZGRADNJE HALE BAZIRANO NA VIŠEKRITERIJUMSKOJ OPTIMIZACIJI KONSTRUKCIJE UDK: PLANNING THE CONSTRUCTION OF HALL BASED ON THE MULTICRITERIA OPTIMIZATION OF STRUCTURE Nenad Andrić, Jasmina Dražić, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Oblast GRAĐEVINARSTVO Kratak sadržaj U radu je prikazano planiranje izgradnje montažne hale bazirano na izboru optimalne varijante konstrukcije. Optimalan tip konstrukcije dobijen je primenom metoda višekriterijumske optimizacije, na osnovu količina materijala (beton, čelik), troškova, roka montaže i stepena složenosti veze. Abstract The paper describes the planning the construction of assembly hall based on the selection of optimal variant of the structure. The optimal type of structure was obtained by applying the multicriteria optimization based on the amount of materials (concrete, steel), cost, assembly time and the joint complexity. Ključne reči: konstrukcijski elementi, višekriterijumska optimizacija, troškovi, rok, veze 1. UVOD Profitabilnost, kao osnova današnjeg razvoja, je primarni cilj u procesu donošenja odluka. Uzimajući u obzir ograničene i neobnovljive resurse kojim čovečanstvo raspolaže, uz poštovanje principa održivosti, dolazimo do činjenice da je u svakom, pa i najmanjem poduhvatu ili projektu veoma važno pravilno postaviti sve činioce u cost/benefit analizi. Proizvesti što više sa što manje troškova je teorijski ideal kom empirija teži, pri prognoziranju inicijalnih troškova kod započinjanja novog posla, otvaranja nove proizvodne linije ili novog prodajnog objekta. Inicijani troškovi su često najviši u celom životnom ciklusu proizvodnog procesa, jer su njima obuhvaćeni i troškovi izgradnje građevinskih objekata. 2. INDUSTRIJSKE HALE Prizemne zgrade (hale) grade se da zadovolje određenu namenu (funkciju), pa oblik i veličina zgrade, a samim tim i rasponi i razmaci konstrukcijskih elemenata zavise od tehnologije, mehanizacije i potrebnog prostora za obavljanje svih faza korišćenja objekta. Objekti hala mogu imati različite namene za proizvodne i skladišne prostore kao što su: industrijski i poljoprivredni pogoni, skladišta, saobraćajni depoi i garaže, sportski i izložbeni objekti, laboratorije, hale za ispitivanje i drugo. Najčešće korišćeni sistemi konstrukcija hale formirani su od elemenata linijskog tipa, međusobno povezanih u ravni poprečnog preseka, poređanih jedan za drugim. Osnovni NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bila dr Jasmina Dražić, vanredni profesor materijal noseće konstrukcije je čelik ili beton (armirani ili prednapregnuti) [1]. Tendencije savremenog građevinarstva osim hala izgrađenih od armiranog betona i čelika nude i mogućnost kombinacije oba materijala i uvode potrebu analitičkog pristupa izboru optimalnog rešenje u okviru definisanih kriterijuma. Cilj rada je izbor optimalnog rešenja konstrukcije dvobrodne proizvodne hale, fabrike za proizvodnju vode. Optimalno rešenje konstrukcije podrazumeva izbor svih nosećih elemanata: temelja, stubova, greda, glavnih krovnih nosača i rožnjača koji čine jedinstvenu konstrukcijsku celinu. Potreba za uključivanjem većeg broja raznorodnih kriterijuma, podrazumeva višekriterijumsku optimizaciju kao rešenje ovog problema i primenu metoda višekriterijumske optimizacije. 3. OPIS OBJEKTA NIS-NAFTAGAS je realizovao program geofizičkih ispitivanja na južnim obroncima Fruške Gore. Istražna bušotina na području Jaska (JAZ-1/H) je pokazala veoma dobre rezultate, gde je otkriveno karstno-pukotinsko ležište veoma bogato kvalitetnom vodom za piće u dolomitima i krečnjacima trijaske starosti. Hala je locirana na potezu Bešenovo-Jazak-Vrdnik. Projektovana je kao priozvodna dvobrodna hala za flaširanje vode za piće. Objekat je gabarita 54.0x36.0m, bruto površine u osnovi m² i korisne visine 6.0m. U većem delu prizemlja smešten je proizvodni deo fabrike, a u manji deo su smeštene prostorije za prateće sadržaje (kuhinja i trpezarija, kao i sanitarni deo). Svi fasadni zidovi su izvedeni kao sendvič zidovi debljine d=45cm i to od nosivih blokova d=25cm, sloja termoizolacije d=8cm i obloge od fasadne crvene opeke d=12cm. Unutrašnji nosivi zidovi su od pune opeke d=25cm, dok su pregradni, debljine d=12cm. Podna konstrukcija prizemlja je projektovana od dva sloja i to: prvog sloja betona, MB 20 debljine d=8cm, sloja hidroizolacije od kondora d=4mm, sloja termoizolacije d=5cm, i zaštitnog sloja PVC-folije i drugog sloja betonske ploče debljine d=12cm, MB 30 armiranog mrežastom armaturom MAG 500/560 tipa Q-188. Krovni pokrivač je projektovan na dve vode od termopanela (dvostruki trapezasti Al-lim sa termoizolacijom od tvrde mineralne vune-poliuretana). Optimizacija u ovom radu je rađena za konstrukciju hale, pa će adekvatni konstrukcijski elementi biti opisani u okviru predloženih varijantnih rešenja.

165 3. OPTIMIZACIJA KONSTRUKCIJE HALE Razliliti tipovi konstrukcijskih sistema i varijante pojedinačnih elemenata, uz mogućnost primene i kombinacije različitih materijala i načina njihovog povezivanja, otvara problem izbora optimalnog tipa konstrukcije. Konstrukcijski sistemi su složeni sistemi i zahtevaju analizu sa više različitih kriterijuma, kako bi se obuhvatili svi bitni faktori koji deluju na posmatrani sistem. Višekriterijumska optimizacija je složen proces pronalaženja rešenja i odvija se u više faza (formulisanje varijantnih rešenja, definisanje kriterijuma, vrednovanje varijanti, optimizacija-izbor najpovoljnije varijante) i na više nivoa odlučivanja Varijante rešenja konstrukcije U radu su analizirane tri varijante konstrikcije, u zavisnosti od primenjenog materijala: Tip I primarni konstrukcijski elementi izrađeni od armiranog betona, Tip II - primarni konstrukcijski elementi izrađeni od čelika, Tip III - primarni konstrukcijski ementi - kombinacija elemenata od armiranog betona i čelika Tip I - Konstrukcijski elementi izrađeni od armiranog betona Konstrukcijski sistem objekta je montažna konstrukcija, sastavljena od AB stubova i AB greda, postavljenih u dva ortogonalna pravca sa zidnim platnima za ukrućenje. Temelji samci se postavljaju na osovinskom rastojanju od 6.0m u podužnom pravcu, i 4.5m u poprečnom pravcu. Dimenzije temelja se kreću od 2.1x2.1m do 4.0x1.52m, i armirani su rebrastom armaturom RA 400/500. Temeljne grede se izvode ispod fasadnih zidova i u osi između dva broda i zglobno su povezani za armirano betonske montažne stubove. Stubovi se postavljaju na osovinskom rastojanju od 6.0m u podužnom pravcu, i 4.5m u poprečnom pravcu. Betoniraju se betonom MB 35. Armiranje se vrši armaturom RA 400/500. Međuspratnu konstrukciju čine polumontažne armiranobetonske OMNIA ploče koje se oslanjaju na montažne AB-grede. OMNIA ploče se izvode debljine d=8cm, u pogonu za prefabrikaciju, a monolitno do ukupne visine od 20cm betoniraju na gradilištu. Krovna konstrukcija objekta izvedena je od armirano betonskih montažnih punih rigli raspona l=18.0m. Na glavne nosače montiraju se armirano betonske rožnjače raspona l=6.0m. Tip II- Konstrukcijski elementi izrađeni od čelika Konstrukcijski sistem objekta je montažna skeletna konstrukcija, sastavljena od čeličnih rešetki, greda i stubova postavljenih u dva ortogonalna pravca. Temelji samci se postavljaju na osovinskom rastojanju od 6.0, 6.8 i 4.0m u podužnom pravcu, i 4.5m u poprečnom pravcu. Dimenzije temelja se kreću od 1.5x1.5m do 1.8x1.8m, armirani su rebrastom armaturom RA 400/500 i glatkom armaturom GA 240/360. Stubovi se postavljaju na osovinskom rastojanju od 6.0, 6.8 i 4.0m u podužnom pravcu, i 4.5m u poprečnom pravcu. Za stubove su usvojeni profili IPE 270 i IPE 2x Međuspratna konstrukcija je projektovana kao "HI- BOND" konstrukcija (h=10cm), koja se oslanja na roštiljnu konstrukciju formiranu od IPE nosača. Krovnu konstrukciju hale čine rešetkastasti nosači raspona 18.0 m, zglobno oslonjeni na čelične stubove. Rešetkasti nosači su formirani od kutijastih profila. Za gornji pojas rešetke usvojeni su HOP 150x150x5, donji pojas HOP 160x160x6.3, dok su štapovi ispune HOP 60x60x4 i HOP 90x90x5. Rožnjače su sistema kontinualne grede, raspona 6.0m na međusobnom rastojanju od cca. 2.25m TIP III - Konstrukcijski elementi - kombinacija armiranog betona i čelika Konstruktivni sistem objekta je montažna skeletna konstrukcija, sastavljena od armiranobetonskih stubova i čeličnih rešetkastih nosača, postavljenih u dva ortogonalna pravca sa zidnim platnima za ukrućenje. Temelji samci se postavljaju na osovinskom rastojanju od 6.0m u podužnom pravcu, i 4.5m u poprečnom pravcu. Dimenzije temelja se kreću od 2.1x2.1 m do 4.0x1.52m, i armirani su rebrastom armaturom RA 400/500. Stubovi se postavljaju na osovinskom rastojanju od 6.0m u podužnom pravcu, i 4.5m u poprečnom pravcu. Projektovani su tako da zadovoljavaju propisane uslove iz Pravilnika o tehničkim normativima za izgradnju u seizmički aktivnim područjima. Betoniraju se betonom MB 35. Armiranje se vrši armaturom RA 400/500. Međuspratnu konstrukciju čine montažne armirano betonske OMNIA ploče koje se oslanjaju na montažne AB-grede. OMNIA ploče se izvode debljine 8cm u pogonu za prefabrikaciju, a monolitno do ukupne visine od 20cm betoniraju na gradilištu. Krovnu konstrukciju hale čine rešetkastasti čelični nosači raspona 18.0m, zglobno oslonjeni na armiranobetonske stubove. Rešetkasti nosači su formirani od kutijastih profila. Za gornji pojas rešetke usvojeni su HOP 150x150x5, donji pojas HOP 160x160x6.3, dok su štapovi ispune HOP 60x60x4 i HOP 90x90x5. Rožnjače su sistema kontinualne grede, raspona 6.0m na međusobnom rastojanju od cca. 2.25m Kriterijumi optimizacije Kriterijumi optimizacije za pasmatrani objekat su izabrani na osnovu zahteva investitora i tehno-ekonomskog su karaktera, utrošak i troškovi osnovnih resursa, materijala i vremena izrade konstrukcije. U postupak optimizacije uključen je i kvalitativni pokazatelj veze. Definisane kriterijumske funkcije su: f1-utrošak betona (m 3 /m²), f2-utrošak čelika (kg/m²), f3-troškovi izrade i transporta elemenata ( /m²), f4-rok montaže konstrukcije (dani), f5-stepen složenosti veze (stuba i glavnog krovnog nosača). Utrošak materijala Količine materijala, betona i čelika, sračunate su na osnovu izabranog projetnog rešenja hale, prema specifikaciji za svaki pojedinačni elemenat konstrukcije, a prema broju elemenata sumirane po vrstama elemenata. U postupak optimizacije uključene su zbirne vrednosti, ukupna količina materijala za ceo objekat.

166 Troškovi izrade i transporta elemenata Troškovi izrade, transporta i montaže za sva tri varijantna rešenja konstrukcije, u ovom radu su preuzeti od građevinskih preduzeća koja su specijalizovana za izradu i transport svih upotrebljenih elemenata. Rok montaže konstrukcije Tok radova na montaži objekta je veoma složen i sveobuhvatan proces. Izbor optimalnog načina rada zavisi kako od postavljenih uslova od strane investitora tako i od mnogih drugih faktora koji utiču na ceo proces izgradnje objekta. Primenom prefabrikovanih elemenata i njihovom montažom na gradilištu, moguće je ostvariti značajna poboljšanja kvaliteta i smanjenja rokova građenja. Za usvojeno projektno rešenje hale, planiranjem toka montaže (rad 8 h dnevno u jednoj smeni), određen je rok montaže konstrukcije: Tip I - rok montaže elemenata konstrukcije iznosi 35 radnih dana, Tip II - rok montaže elemenata konstrukcije iznosi 35 radnih dana, Tip III - rok montaže elemenata konstrukcije iznosi 31 radnih dana. Stepen složenosti veze stuba i glavnog nosača Veze su vrednovane rangiranjem prema stepenu složenosti. Stepen složenosti obuhvata potrebno vreme za izvođenje veze. Veza koja u fazi monolitizacije zahteva više rada, veći broj različitih vrsta radova (savijanje armature, zavarivanje armature, postavljanje oplate, betoniranje spoja) i zahteva angažovanje većeg broja radnika složenija je, pa je za tu vezu vrednost ovog kriterijuma veća. Veza koja ima vrednost stepena složenosti 1 je najpovoljnija sa stanovišta ovog kriterijuma. Tip I - Veze primarnih konstrukcijskih elemenata izrađenih od armiranog betona U prvom varijantnom rešenju usvojen je tip "viljuškaste" veze stuba i nosača. Na glavi stuba urađene su "ušice" u vidu vuljuške od betona. Viljuška pri montaži usmerava nosač u vertikalan položaj, onemogućava njegovo okretanje a kasnije, po montaži, prostor između nosača i viljuške napuni se cementnim malterom. Tip II - Veze primrnih konstrukcijskih elemenata izrađenih od čelika U drugom varijantnom rešenju veza između čeličnog stuba i čelične rešetke se ostvaruje putem zavrtnjeva. Čelična rešetka je projektovana tako da se sa stubom vezuje u dve tačke. Ova mesta se unapred pripremaju u procesu proizvodnje stuba. Tip III - Veze elemenata kombinovanih od armiranog betona i čelika U stub se prilikom izrade u pogonu za prefabrikaciju ubacuju čelični elementi u armaturni koš. Za čelične elemente se na tačno određenom mestu zavaruju spojni limovi koji će nakon betoniranja stuba štrčati iz njega. Za te limove se prilikom montaže spaja čelična rešetka. Spoj se ostvaruje zavarivanjem. Numeričke vrednosti svih pet kriterijumskih funkcija za razmatrana varijantna rešenja date su u tabeli 1. Tabela 1 Kriterijumske funkcije Krit/alter. Tip I Tip II Tip III jed. f m³/m² f kg/m² f /m² f dana f / 4. VREDNOVANJE VARIJANTNIH REŠENJA I IZBOR OPTIMALNE VARIJANTE Sva tri varijantna rešenja su upoređivana na osnovu sračunatih kriterijuma, pojedinačno, a rezultati tih analiza su prikazani grafikonima na slikama 1, 2, 3 i 4. Slika 1 Uporedna analiza količina materijala za sva tri varijantna rešenja Slika 2 Uporedna analiza troškova za sva tri varijantna rešenja Slika 3 Uporedna analiza roka montaže za sva tri varijantna rešenja 1658

167 Slika 4 Rangiranje veza za sva tri varijantna rešenja Problem optimizacije svodi se na određivanje ekstrema vektorske kriterijumske funkcije. Na osnovu pet pojedinačnih kriterijumskih funkcija, predložen je model u obliku: F(x) = min(f1,f2,f3,f4,f5) Za rešavanje zadatka usvojena je metoda višekriterijumske optimizacije, metoda kompromisnog programiranja i metoda kompromisnog rangiranja [2]. Rezultati optimizacije (redosled varijantnih rešenja) prikazani su u tabelama 2, 3, 4 i 5. Tabela 2. Metoda kompromisnog programiranja-rešenje je najbolje po svim krtierijumima posmatranim zajedno alter. resenja A1 A2 A3 redosled alter. resenja Tabela 3. Metoda kompromisnog programiranja-rešenje je geometrijski najbliže idealnoj tački alter. resenja A1 A2 A3 redosled alter. resenja Tabela 4. Metoda kompromisnog programiranja-prioritet je dat kriterijumu sa najvećim odstupanjem alter. resenja A1 A2 A3 redosled alter. resenja Tabela 5. Metoda kompromisnog rangiranja-isti težinski koeficijenti alter. resenja A1 A2 A3 Qj(v=0,0) Qj(v=0,3) Qj(v=0,6) Qj(v=0,9) Qj(v=1,0) Rezultati pokazuju da je za izradu konstrukcije proizvodne hale optimalno rešenje Tip III, kod koga su konstrukcijski elementi kombinovani armiranobetonski i čelični. 5. DINAMIČKI PLANOVI GRAĐENJA Za usvojen optimalni tip konstrukcije (kombinovani elementi), planirana je izgradnja kompletnog objekta. Proces izgradnje objekta je složen sa nizom tehnoloških međuzavisnosti, tehničkih i lokacionih ograničenja, pa uzimajući u obzir organizacione zahteve, izrada dinamičkog plana sprovedena je u više koraka, odnosno modela, čime su predstavljeni pojedini delovi procesa kao i čitav proces (ciklogram montaže konstrukcije hale, gantogram izgradnje objekta i mrežni plan) [3],[4]. Obrada mrežnog plana sa svim potrebnim ulaznim podacima urađena je pomoću računarskog programa MS Project for Windows. Usvojen je radni kalendar sa osmočasovnim radnim vremenom i trajanjem radne nedelje od pet dana. Za realizaciju objekta potrebno je 81 radni dan i obuhvata period od do godine. 6. ZAKLJUČAK U radu je planirana izgradnja fabrike za proizvodnju vode, sa ciljem da se za tri varijante konstrukcije pronađe optimalno rešenje. Varirani su elementi konstrukcije, TIP I svi elementi konstrukcije su armiranobetonski elementi, TIP II svi elementi konstrukcije su čelični i TIP III kombinacija armiranobetonskih i čeličnih elemenata. Usvojeni su kriterijumi optimizacije tehno-ekonomskog karaktera, utrošak betona, utrošak čelika, troškovi, rok montaže konstrukcije i stepen složenosti veze. Primenom metode višekriterijumske optimizacije (metodom kompromisnog programiranja i kompromisnog rangiranja), došlo se do zaključka da je varijanta konstrukcije, TIP-III kombinacija armiranobetonskih i čeličnih elemenata optimalno rešenje za montažnu halu. Za usvojenu optimalnu varijantu konstrukcije planirana je izgradnja objekta i izračunato je ukupno vreme izgradnje objekta, rok u trajanju od 81. dana. 7. LITERATURA [1] M. Trivunić, J. Dražić, "Montaža betonskih konstrukcija zgrada", drugo dopunjeno izdanje, Univerzitet u Novom Sadu, FTN, Novi Sad, [2] S. Opricović, "Optimizacija sistema", Građevinski fakultet, Beograd, [3] Normativi i standardi rada u građevinarstvuvisokogradnja ; Građevinska knjiga, Beograd, [4] M. Trivunić, Z. Matijević, "Tehnologija i organizacija građenja-praktikum", Univerzitet u Novom Sadu, FTN, Novi Sad, Kratka biografija: Nenad Andrić rođen je u Novom Sadu god. Master rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Građevinarsvo Tehnologija i organizacija građenja odbranio je 2012.god. Jasmina Dražić rođena je u Novom Miloševu 1958.god. Doktorirala je na Fakultetu tehničkih nauka 2005.god., a od 2010.god. je u zvanju vanrednog profesora. Oblast Zgradarstvo građevinske i arhitektonske konstrukcije. 1659

168 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: PROJEKAT BETONA ZA SPECIJALNU BOLNICU ZA PLUĆNE BOLESTI "DR BUDISLAV BABIĆ" U BELOJ CRKVI PROJECT OF CONCRETE FOR SPECIAL HOSPITAL FOR PULMONARY DISEASES "DR BUDISLAV BABIC" IN THE BELA CRKVA Oblast GRAĐEVINARSTVO Nemanja Mirkov, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Kratak sadržaj U ovom radu je prikazan projekat betona za specijalnu bolnicu za plućne bolesti "Dr Budislav Babić" u Beloj Crkvi. U prvom delu rada su opisane hidroizolacije ravnih krovova. Drugi deo rada obuhvata kratak opis konstrukcije objekta, projekat betona za predmetni objekat, projekat betona izvođača radova izvedeno stanje, komparativnu analizu planiranih i izvedenih radova i zaključke. Absract - This paper presents the project of concrete for special hospital for pulmonary diseases "Dr Budislav Babic" in the Bela Crkva. In the first part of this paper the waterproofing of flat roofs are described. The second part of this paper encompassed short description of the structural elements, project of concrete for this building, the contractor s project of concrete - built status, a comparative analysis of planned and executed works and conclusions. Ključne reči: projekat betona, vrste betona, klase betona, dinamički plan, partije betona, kontrola kvaliteta, oplate, hidroizolacije, ravni krovovi. 1. HIDROIZOLACIJE RAVNIH KROVOVA U okviru teorijsko - istraživačkog dela razmatrane su hidroizolacije ravnih krovova. Uopšteno, hidroizolacije imaju jako važnu ulogu u očuvanju objekta od vode i vlage, ali i očuvanju zdravlja ljudi. Podjednako važnu primenu imaju i u nisko i visokogradnji. Prema vrsti materijala kojima se izvode, hidroizolacije se svrstavaju u sledeće grupe: polimercementni proizvodi, proizvodi na bazi bitumena, sintetičke membrane, aditivi i penetrati, premazi i sprejevi i dr. Bez obzira na položaj u konstrukciji, hidroizolacije, pored obavezne vodonepropusnosti, mogu posedovati još nekoliko osobina, koje, zavisno od pojedinačnog slučaja primene, postaju ključne: otpornost na temperaturne razlike, otpornost na habanje, otpornost na UV zračenje, paropropusnost-paronepropusnost, otpornost na hemijske uticaje i dr. Osnovni uslovi koje treba zadovoljiti prilikom izrade hidroizolacije ravnih krovova su: ostvarivanje optimalne veze sa podlogom, optimalan preklop, osiguranje spojeva i pravilno postupanje. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bila dr Mirjana Malešev, vanr.prof Hidroizolacioni materijali na bazi bitumena Bitumen i proizvodi na bazi bitumena imaju najrasprostranjeniju upotrebu kao hidroizolacija kosih i ravnih krovova, temelja, konstrukcija objekata infrastrukture itd. U zavisnosti od mesta primene, ovi proizvodi se koriste u kombinaciji sa drugim materijalima. Bitumenske trake (slika 1) su izrađene iz kvalitetnih bitumena sa dodacima i ulošcima (armaturama), koje im poboljšavaju fizičke i tehnološke karakteristike. Sa odgovarajućim postupkom ugradnje i odgovarajućim brojem slojeva postiže se potpuna vodonepropusnost, postojanost kako na niske tako i na visoke temperature, dobra fleksibilnost, otpornost na starenje, jednostavna ugradnja i popravka. Radi zaštite od UV zračenja i temperaturnih razlika, posipaju se slojem šljunka (neprohodni krovovi), premazuju se reflektujućim materijalima (neprohodni krovovi) ili se pokrivaju pločama od veštačkog kamena (prohodni krovovi). Bitulit je rastvor bitumena u organskom rastvaraču. Sadržaj bitumena u bitulitu je 30%. Koristi se kao prethodni premaz kod izvođenja bitumenskih hidroizolacija. Upotrebljava se na temperaturama višim od 5ºC, a nanosi se četkom od životinjske dlake ili prskanjem na suvu i očišćenu podlogu. Slika 1: Varenje preklopa između bitumenskih traka 1.2.Sintetičke membrane Sintetičke membrane se razlikuju prema sirovini koja im daje različite karakteristike: PVC, PE, PP, PVA, TP, EVA, PIB... Važna odlika membrana je njihova velika otpornost na kidanje, međutim nisu otporne na probijanje pa se moraju zaštititi netkanim geotekstilom. Kod zaštite krovnih konstrukcija vremenom dolazi do starenja materijala, čak i kada ima dodatnu zaštitu na UV-zračenje, te ih ne bi trebalo koristiti kao završni sloj. PVC (Poly-Vinil-Chloride) je najčešći izbor većine izvođača hidroizolacija zbog jednostavnosti ugradnje i zavarivanja. U zavisnosti od namene razlikuje se više vrsta hidroizolacionih PVC membrana.

169 TPO (termoplastični poliolefin) je materijal čija se sve šira upotreba temelji na dobrim fizičkim i hemijskim karakteristikama polipropilena kao bazne sirovine (slika 2). pre primene rastvoriti u vodi (uobičajene razmere su 1:1 do 1:4). Primenjuju se i u situacijama kada treba zatvoriti mikro-prsline u oštećenom betonskom elementu Prednosti hidroizolacija ravnih krovova Postavljanje hidroizolacije na krovovima je od velikog značaja za sam objekat, kao i za zdravlje ljudi, mada se tu ne završava lista njenog povoljnog delovanja. Isto tako veoma bitno je da je finansijska vrednost hidroizolacije u odnosu na ukupnu vrednost objekta neznatna (manje od 5%), a šteta kod loše urađenih hidroizolacija je velika i u nekim slučajevima, nepopravljiva. Slika 2: Hidroizolaciona TPO membrana 1.3. Premazi, sprejevi i lakovi Ove hidroizolacije su najčešće na bazi poliuretana i akrila. Mogu biti u tečnom stanju ili u prahu, a nanose se četkom, valjkom ili pištoljem (slika 3). Mogu biti otporni na habanje (tada se koriste kao završni sloj), a važna karakteristika im je elastičnost, da ne bi došlo do oštećenja usled toplotnih dilatacija. Otporni su na ekstremne temperature, a i lako se ugrađuju. Slika 3: Nanošenje poliuretanskog premaza pomoću četke 1.4. Aditivi i penetrati Kao hidroizolacija ravnih krovova se koriste i sredstva koja menjaju svojstva površine, ili samog materijala od kog je načinjen element konstrukcije, povećavajući njegovu vodonepropustljivost. Reč je o neorganskim penetratima penetrirajućim hidroizolacionim sredstvima koji imaju posebno efikasnu primenu u impregnaciji betonskih površina izloženih dejstvu vode, i aditivima, koji se dodaju materijalu (malteru ili betonu) u toku spravljanja. Penetrati se dodaju mešavini cementa i sitnog agregata u zaštitnom sloju betona, ili se nanose nakon izvođenja dela, odnosno cele betonske konstrukcije. Prodirući u pore površine betona, ova sredstva reaguju sa kalcijumom stvarajući produkte nerastvorljive u vodi koji ekspandiraju unutar pora i prslina, ispunjavaju puteve kojima voda prodire u dubinu betonskog elementa i sprečavaju čak i kapilarno kretanje vode kroz njih. Pored penetrata, koji deluju preko površine, od vode štite, svojom masom i sastavom i vodonepropustljivi betoni i malteri. Njihova osnovna razlika potiče od veličine zrna agregata (punioca), a osnovna sličnost je u učešću specijalnih vodoodbojnih dodataka aditiva (hidrofobi) koji sprečavaju ili umanjuju upijanje vode od strane očvrslog sloja. Vodonepropustljivi malteri su u tom smislu vrlo atraktivni jer se lako nanose na površinu ugroženu vlagom. Hidrofobi se isporučuju u različitim agregatnim stanjima pa ih, ukoliko su u vidu praha, treba PROJEKAT BETONA ZA BOLNICU Projekat betona je elaborat tehnološkog karaktera čijom primenom treba da budu osigurana dva osnovna cilja: obezbeđenje svih zahteva postavljenih kroz projekat konstrukcije kao i blagovremeno planiranje svih aktivnosti koje su u vezi sa pomenutim zahtevima, kako bi se isključila potreba i mogućnost improvizacija u fazi izvođenja radova i time izbegle eventualne štetne posledice vezane za propuste u organizaciji i tehnologiji. 2.1.Osnovni podaci o objektu Bolnica (P+3) se nalazi u Beloj Crkvi u ulici Svetozara Miletića 55. Projekat konstrukcije je radio projektni biro "Arko - enterijer" d.o.o. iz Novog Sada. Bolnica je gabarita 41,74m x 14,24m, što čini bruto površinu prizemlja od 594,40m 2. Uz objekat je prislonjen prizeman tehnički aneks gabarita 8,98-9,50m x 7,00m, što čini bruto površinu 64,70m 2. Ekonomski ulaz u objekat je iz dvorišta, gde je predviđena i rampa za hendikepirane. Fundiranje objekta je izvršeno na temeljnoj ploči debljine 50cm, ispod koje je izveden sloj mršavog betona debljine 10cm, a ispod toga sloj šljunka debljine 30cm. Na slici 4 je prikazana osnova temelja, a na slici 5 izgled objekta. Slika 4: Osnova temelja Temeljna ploča se proračunava kao krstasto armirana, oslonjena na sistem temeljnih kontragreda u oba pravca. U konstruktivnom smislu bolnica je AB skeletna konstrukcija sa nosećim AB stubovima debljine 30/30cm i AB seizmičkim platnima za ukrućenje debljine 15cm. Međuspratna konstrukcija je polumontažna sistema Fert, sa ispunom debljine 16cm i armirano-betonskom pločom debljine 5cm, što čini ukupnu debljinu 21cm. Ona se oslanja na vidljive i skrivene AB grede. Spratna visina je u prizemlju 3,75m, na prvom i drugom spratu je 3,0m, dok je na trećem ponovo 3,75m. Spoljni zidovi su od pune opeke debljine 25cm, sa kvalitetnom termičkom izolacijom i obzidom od giter opeke debljine 12cm. Završna obloga poda je od homogenizovane PVC obloge. Svi podovi su protivklizni. Objekat poseduje bolnički lift. Uz poprečnu fasadu glavnog objekta izvodi se tehnički aneks. To je prizemni zidani objekat ukrućen AB horizontalnim i vertikalnim serklažima i dilatiran je u

170 odnosu na glavni objekat. Krov je jednovodni čelični, prekriven aluminijumskim trapezastim limom. Slika 5: Izgled bolnice-ulaz 2.2.Definisanje kategorija, klasa i vrsta betona Proračunom je dobijeno da ukupna količina betona, koju je potrebno ugraditi u bolnicu, zajedno sa aneksom, iznosi 1190,32m 3. U konkretnom slučaju primenjivaće se betoni koji se pripremaju na gradilištu (za tampon slojeve ispod temelja i trotoare) i transportovani betoni (za AB elemente), pa saglasno BAB 87 u okviru ovih objekata primenjivani su betoni kategorije BI i BII (tabela 1). Takođe, po pravilniku BAB 87 član 21, definisane su klase betona, a zatim i vrste sastavi betona, sračunavanjem vrednosti nominalno najkrupnijeg zrna agregata za elemente konstrukcije sa najvećom količinom armature, prema članu 10 PBAB-a 87 i izborom načina ugrađivanja betona. Zaključeno je da će se AB konstrukcija objekata izvesti od dve klase betona: klasa A (MB15) i klasa B (MB30) (tabela 1). U okviru klase B razlikuju se tri vrste betona (tabela 1). Tabela 1: Kategorije, klase i vrste betona Kategorija BI BII betona Klasa betona A B Vrsta betona A1 B1 B2 B3 Oznake iz tabele 1 imaju sledeća značenja: A - MB15, četvorofrakcijski agregat Dmax=31,5mm, slabo plastična konzistencuja B/1 - MB 30, četvorofrakcijski agregat, Dmax=31,5mm, pumpani beton - tečna konzistencija B/2 - MB30, četvorofrakcijski agregat Dmax=31,5mm, plastična konzistencija B/3 - MB30, trofrakcijski agregat Dmax=16,0mm, pumpani beton - tečna konzistencija 2.3.Projektovanje sastava betona Pre početka sastavljanja receptura za izradu probnih betonskih mešavina, urađena su laboratorijska ispitivanja cementa i agregata, ustanovljeno je da ovi materijali ispunjavaju sve potrebne uslove kvaliteta i da se mogu koristiti za spravljanje betona. Računski sastavi betonskih mešavina za izradu prethodnih proba odabrani su na osnovu sledećih uslova: - voda je usvojena prema zahtevanoj konzistenciji, - količina cementa iz vodocementnog faktora koji se dobija iz obrasca Bolomeja: 1662 f b,28 =A f p,c (1-0,5ω)/ ω (1) pri čemu je f b,28 =MB+8MPa, - količina uvučenog vazduha Δp=2%. - količina agregata iz sume apsolutnih zapremina komponentnih materijala u 1m 3 betona, - količina hemijskog dodatka betonu 1% u odnosu na masu cementa Računski sastavi betonskih mešavina prikazani su u tabeli 2. Tabela 2: Računski sastavi betonskih mešavina, kg/m 3 m c m v m a m d (kg/m 3 ) (kg/m 3 ) (kg/m 3 ) (kg/m 3 ) A / B/ B/ B/ Konačni sastavi se određuju na osnovu eksperimentalnih rezultata. U okviru eksperimentalne provere, pored računske, spravljaju su još po dve betonske mešavine za svaku vrstu betona, čiji su sastavi dobijeni na sledeći način: varira se količina cementa za ±Δm c (obično 20-40kg) u odnosu na proračunsku vrednost, količina vode se zadržava ista, a količina agregata se određuje iz sume apsolutnih zapremina. Konačni sastavi betonskih mešavina određuju se na osnovu rezultata ispitivanja 28- dnevne čvrstoće pri pritisku i iz uslova: f km MB+8MPa. 2.4.Plan betoniranja, način transporta i potrebna oprema Transportovani beton se spravlja u fabrici betona: "Holcim" iz Beograda. Kapacitet predmetne fabrike betona je 120 m 3 /h. Spoljni transport sveže betonske mase vrši se automikserima nosivosti 7 i 9 m 3. Prosečna brzina kretanja vozila iznosi oko 60km/h. Udaljenost fabrike betona od gradilišta je 90km. Transport betona od fabrike betona do mesta ugrađivanja prosečno traje 90 minuta. Za unutrašnji transport betona koristiće se auto-pumpa za beton i toranjski kran. Časovni učinak auto-pumpe je 80m 3 /h. Toranjska dizalica (kran) vrši unutrašnji transport sveže betonske mase pomoću korpi za beton - kibli, zapremine 0,5 m 3 i to direktnim pretovarom iz automešalice. Časovni učinak krana je 6-10 m 3 /h. Za kompaktiranje odnosno zbijanje betona u svim slučajevima primenjivaće se električni pervibrator sa prečnikom igle Ø58 mm, tipa WACKER IREN 57. Za završnu obradu (izravnavanje) gornje površine ploča koristiće se vibro letve dužine 4,3m i 4,9m tipa WACKER SB 14F i 16F. AB temeljna ploča bolnice (debljine 50cm) je elemenat sa najvećom potrebnom količinom betona (296,07m 3 ). Betoniranje se vrši u jednoj fazi, kontinualno, po trakama širine 1,3m, osim poslednje koja je 1,4m (Slika 6). Od opreme pri betoniranju je potrebno angažovati: 11 automoksera kapaciteta 9m 3, auto-pumpu za beton i 2 dubinska vibratora. Betoniranje ove faze traje oko 11h. 2.5.Faze betoniranja Na osnovu prethodno određene količine betona koja se može ugraditi i raspoložive opreme, definisane su faze betoniranja AB elemenata.

171 Slika 6: Plan betoniranja temeljne ploče AB temeljna ploča će se betonirati u jednoj fazi, a temeljni zidovi i kontragrede u dve faze. Podna ploča prizemlja se sastoji iz 2 sloja. Oba sloja se betoniraju u dve faze po trakama širine 3,3m i 3,5m sa radnim i dilatacionim razdelnicama. Između prvog i drugog sloja podne ploče se izvode hidroizolacija i termoizolacija. Betoniranje stubova, zidova i stepeništa svih etaža bolnice se izvodi u jednoj fazi. Međuspratna tavanica se, takođe, izvodi u jednoj fazi. Dinamički plan betonskih radova rađen je u programskom paketu Microsoft Office - Microsoft Office Project Na osnovu dinamičkog plana radovi na betoniranju AB elemenata zgrade bolnice i aneksa trebalo bi da se izvedu u periodu 5. maja. 13.oktobra. Uzimajući u obzir pravila za formiranje partija betona, uzet je potreban broj uzoraka za svaki dan betoniranja, spram količine betona koja se ugrađuje toga dana, izuzev kod prvog i drugog sloja podne ploče prizemlja, gde je za 1. i 2. fazu zajedno uzeto po 3 uzoraka. Formirano je 16 partija za kontrolu saglasnosti sa uslovima iz projekta konstrukcije. 2.6.Oplate i skele Pri izvođenju predmetnog objekta, pedviđena je upotreba oplate proizvođača "PERI" - različitih tipova (u zavisnosti od elementa koji se betonira). 2.7.Terminsko oslobađanje konstrukcije od oplate Uzimajući u obzir odredbu BAB 87, temperature vazduha u periodu izvođenja betonskih radova, kao i dinamiku betoniranja, oslobađanje stubova i zidova od oplate je predviđeno nakon 2 dana od betoniranja istih, a oslobađanje međuspratne konstrukcije, nakon 21 dan od betoniranja. 3. PROJEKAT BETONA PREDMETNOG OBJEKTA IZVEDENO STANJE 3.1.Definisanje kategorija, klasa i vrsta betona Fabrika betona "Holcim" koja je bila dobavljač betona pri izradi predmetog objekta, bavi se proizvodnjom betona i kontrolom kvaliteta betonskih mešavina u skladu sa propisanim merama za fabriku betona. Na osnovu projekta konstrukcije i načina ugrađivanja betona izabrane su 3 recepture iz postojećeg programa koje zadovoljavaju postavljene uslove. Oznake betona korišćenih za betoniranje AB elemenata predmetnog objekta: - Receptura broj 1: MB30, PUM, A-4, RET; - Receptura broj 2: MB30, PUM, A-3. RET; - Receptura broj 3: MB30, A-4, RET; 3.3.Faze betoniranja Faze betoniranja nisu definisane, ali se na osnovu uzimanih uzoraka sa gradilišta za kontrolu kvaliteta moglo videti iz koliko faza su izvedeni pojedini elementi. Temelji bolnice su betonirani u 6 faza, podna ploča (oba sloja) po 2 faze, međuspratne Fert tavanice i grede (sve etaže) 1 faza, stubovi (prizemlje, 1., 2., 3. sprat) 2 faze, stubovi (tehnička etaža) 1 faza, zidovi (sve etaže) 3 faze, stepenište 1 faza. Iz dinamičkog plana se može videti da su radovi na betoniranju AB elemenata bolnice zajedno sa aneksom trajali od 19.maja 1.decembra. Ocena kvaliteta betona i kontrola saglasnosti sa uslovima iz projekta konstrukcije nije urađena. Na osnovu dobijenih podataka o postignutim čvrstoćama pri pritisku formirne su 33 partije betona i sprovedena ocena saglasnosti sa zahtevanom MB po kriterijumu 1. Zaključeno je da samo 39% partija zadovoljava zahtevanu MB. 3.4.Terminsko oslobađanje konstrukcije od oplate Za izvedeno stanje predmetnog objekta ne postoji detaljan i precizan terminski plan oslobađanja konstrukcije od oplate, tj. skele. 4. KOMPARATIVNA ANALIZA Upoređujući poglavlje 2 i poglavlje 3 konstatovane su sličnosti i razlike između Projekta betona urađenom prema odredbama BAB 87 i podataka koje poseduje izvođač radova i fabrika betona. Sličnosti su u korištenim recepturama, a razlike su u fazama betoniranja, periodu betoniranja i broju partija betona. 5. ZAKLJUČAK Izradom dinamičkog plana delimično su sagledane potrebne aktivnosti, međutim, samo izradom Projekta betona za konkretni objekat poštujući sve odredbe iz BAB 87, moguće je obezbediti pravilno, kvalitetno i ekonomski najpovoljnije izvođenje radova na betoniranju konstrukcije. Time bi se isključila potreba i mogućnost improvizacija u fazi izvođenja radova i izbegle eventualne štetne posledice vezane za propuste u organizaciji i tehnologiji građenja. 6. LITERATURA [1] Mihailo Muravljov, "Osnovi teorije i tehnologije betona", Građevinska knjiga, Beograd, [2] Milan Trivunić i Zoran Matijević, "Tehnologija i organizacija građenja", Novi Sad, [3] Beton i armirani beton prema BAB 87, Građevinski fakultet univerziteta u Beogradu, Beograd, [4] "Normativi i standardi rada u građevinarstvu", Građevinska knjiga, Beograd, Kratka biografija: Nemanja Mirkov rođen je u Zrenjaninu god. Diplomski-master rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Građevinarstva teorija i tehnologija betona odbranio je juna god. 3.2.Plan betoniranja- izvedeno stanje Plan betoniranja za izvedeno stanje ne postoji, odnosno projekat betona od strane izvođača nije urađen. 1663

172 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: ANALIZA MOGUĆNOSTI DOGRADNJE I DOGRADNJA STAMBENE ZGRADE SPRATNOSTI Su+P+4+Pk U NOVOM SADU ANALYSIS OF THE POSSIBILITY OF UPGRADES AND UPGRADING OF RESIDENTAL BUILDINGS Ba+G+4+L IN NOVI SAD Oblast GRAĐEVINARSTVO Kratak sadržaj U stručnom delu rada je prikazana nadogradnja stambenog objekta sa dva i jednim spratom. U teorijskom delu rada je opisana primena ćelijastih betona u dogradnji objekata. Abstract - The technical part of the paper represents upgrade of the residential building with two and one floor. The theoretical part of the paper describes usage of the cellular concrete to upgrade of building. Ključne reči Dogradnja, ojačanje, statičko- dinamička analiza 1. UVOD U okviru rada je urađen projekat dogradnje stambenog objekta Po+P+4+Pk sa dve i jednom etažom, i prikazan je način ojačanja konstrukcije. Takođe je opisana primena ćelijastih betona za dogradnju objekta. 2. TEHNIČKI OPIS KONSTRUKCIJE Stambeni objekat se nalazi u ulici Vladislava Kaćanskog br. 32 u Novom Sadu (slika 1). Boban Ždrnja, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Međuspratna konstrukcija je puna ab. ploča debljine d= 20cm. Ploča nad skloništem je d=40cm. Stubovi su b/d=25/40; 40/25; 25/84; 70/25 cm od suterena do potkrovlja. Grede su pravougaone, skrivene ili vidljive, dimenzija b/d=25/40; 25/100; 30/40; 39/40; 40/20; 40/40; 42/30; 60/50cm. Stepenište je trokrako. Stepenišna ploča je d=16cm, a podestna ploča d=16cm. AB zidovi suterena su debljine 25cm. Obimni zidovi skloništa su d=40cm, unutrašnji zidovi skloništa su takođe debljine 40cm. AB zidovi okna lifta su d=20cm. Fasadni zidovi su tipa sendvič i sastoje se od unutrašnjeg sloja puna opeka debljine 25cm, sloja termoizolacije od ekspandiranog polistirena debljine 5cm i spoljašnjeg sloja od opeke debljine 12cm. Parapetni zidovi su takođe rađeni kao sendvič zidovi, s tim što je unutrašnji deo zida od opeke tanji i iznosi 12cm. Unutrašnji zidovi su od pune opeke 25cm, ili 12cm. Objekat i sa dvorišne i sa ulične strane ima erker. Krovna konstrukcija je klasična drvena dvovodna sa nagibom krovnih ravni 38 sa pokrivačem Tegola Canadese. Na gornjem nivou potkrovlja su kose AB ploče i podvlake, pa rožnjače čitavom dužinom leže na AB konstrukciji. Objekat je fundiran na punoj AB ploči d=50cm. Ispod temeljne ploče izvedena su dva sloja mršavog betona debljine 8+7cm sa provučenom hidroizolacijom. Ispod sloja mršavog betona izveden je tamponski sloj šljunka debljine. Slika 1. Ulični izgled Gabarit objekta je trapezni 13.56m (12.17m) x 15.53m (slika 2). Objekat je poluukopan tako da je visinska razlika trotoara na ulici i ulaza u garažu iz dvorišta 2.75m. Konstruktivni sistem objekta je skeletni sistem ukrućen sa platnima za ukrućenje. NAPOMENA: Ovaj rad je proistekao iz master rada čiji mentor je bila dr Mirjana Malešev, vanr.prof Slika 2. Osnova tipskog sprata AB konstrukcija izvedena od betona MB30. Glavna armatura je rebrasta RA400/500. Glatka armatura GA240/360 je ugrađena u serklaže pregradnih zidova, nadvratnike u zidovima od 25cm i korišćena je za izradu uzengija. Armaturne mreže MGA500/560 su ugrađene u ploče tavanice i AB zidna platna.

173 3. NADOGRADNJA OBJEKTA dva sprata Predviđena je dogradnja dve etaže (slika 3). Uklonjeni su svi elementi poslednje etaže. Kose krovne ploče etaže ispod su zamenjene horizontalnom pločom i produženi su zidovi i stubovi do spratne visine. Dodate su nove tri etaže identične kao poslednja tri nivoa postojeće konstrukcije. zoni temeljne ploče. Proračun potrebne količine karbonskih traka rađen je u programu FRP Analysis. Preko karbonskih traka se izvodi cementna košuljica debljine 3cm, sem kod rampe gde se izvodi industrijski pod. Uvođenjem dodatne temeljne grede maksimalna potrebna količina armature u donjoj zoni temeljne ploče se ne smanjuje, nego se čak i poveća. Iz ovoga sledi da je jedini način dodavanja armature u donju zonu temeljne ploče moguće bušenjem temeljne ploče i postavljanjem dodatne armature u donju zonu. Zbog nemogućnosti smanjenja potrebne količine armature u donjoj zoni temeljne ploče nijednim konstruktivnim merama, sem bušenjem temeljne ploče, dolazi se do zaključka da ekonomski nije isplativa nadogradnja sa dve etaže. Slika 3. Ulični izgled Statički proračun i dimenzionisanje konstrukcije urađeno je u programu Tower (slika 4) u skladu sa BAB87. U analizi opterećenja su usvojena opterećenja: stalno, korisno, sneg, seizmičko i incidentno. Opterećenje od vetra nije razmatrano zato što je zgrada uklještena sa susednim zgradama. Slika 4. Izometrijski izgled modela Kontrolom napona u tlu utvrđeno je da su naponi u tlu u dozvoljenim granicama. Uporednom analizom, količina postojeće armature i novo dobijenih površina armature u poprečnim presecima elemenata postojeće AB konstrukcije nakon nadogradnje objekta, zaključeno je da je potrebno izvršiti ojačanja pojedinih elemenata postojeće AB konstrukcije. Potrebno je izvršiti ojačanje temeljne ploče i određenih stubova. Sanacija AB stubova izvršiće se ojačavanjem osnovnog preseka, novim betonskim plaštom i dodatnom armaturom. Oko stubova na kojima je potrebno izvršiti ojačanje oformiće se AB plašt odgovarajuće debljine i u njega smestiti nedostajuća armatura i nove uzengije. Stubovi koji se ojačavaju su: A3 (suteren drugi sprat), A3 (suteren), B2 (suteren), B3 (suteren - prizemlje), D2 (suteren - prizemlje), F2 (suteren) i G2 (suteren - prizemlje). Sanacija temeljne ploče izvršiće se ojačanjem karbonskim trakama i dodavanjem temeljne grede. Karbonske trake laminati se lepe pomoću epoksidnih lepkova u gornjoj NADOGRADNJA OBJEKTA jedan sprat Predviđena je dogradnja jedne etaže. Uklonjeni su svi elementi poslednje etaže. Kose krovne ploče etaže ispod su zamenjene horizontalnom pločom i produženi su zidovi i stubovi do spratne visine. Dodate su nove dve etaže identične kao poslednja dva nivoa postojeće konstrukcije. Statički proračun i dimenzionisanje konstrukcije urađeno je u programu Tower. Kontrolom napona u tlu utvrđeno je da su naponi u tlu u dozvoljenim granicama. Uporednom analizom, količina postojeće armature i novo dobijenih površina armature, zaključeno je da je potrebno izvršiti ojačanja temeljne ploče i određenih stubova. Sanacija AB stubova izvršiće se ojačavanjem osnovnog preseka, novim betonskim plaštom i dodatnom armaturom. Oko stubova na kojima je potrebno izvršiti ojačanje oformiće se AB plašt odgovarajuće debljine i u njega smestiti nedostajuća armatura i nove uzengije. Uzengije se usecaju iznad postojećih uzengija i zavaruju, a zatim se sve popunjava reperaturnim malterom. Površina stubova se peskari radi bolje veze starog i novog betona. Stubovi koji se ojačavaju su: A3 (suteren prvi sprat), A3, D2 i F2 (suteren) i G2 (suteren - prizemlje). Sanacija temeljne ploče izvršiće se ojačanjem karbonskim trakama. Karbonske trake laminati se lepe pomoću epoksidnih lepkova u gornjoj zoni temeljne ploče. Pre toga se površina betona ispeskari. Proračun potrebne količine karbonskih traka rađen je u programu FRP Analysis. Preko karbonskih traka se izvodi cementna košuljica debljine 3cm, sem kod rampe gde se izvodi industrijski pod Faze izvođenja radova nadogradnje 1.Ojačanje temeljne ploče - lepljenje karbonskih traka 2.Ojačanje stubova - postavljanje dodatne armature i uzengija, izvođenje plašta 3.Uklanjanje krovne konstrukcije - krovnog pokrivača i drvene građe 4.Uklanjanje krovne ploče - kao i svih stubova i greda potkrovlja - gornji nivo 5.Zamena kosih krovnih ploča potrkovlja horizontalnim - i produžavanje stubova i AB zidova do spratne visine 6.Povezivanje starih i novih elemenata konstrukcije 7.Izvođenje novog sprata - stubova, AB zidova, stepeništa, međuspratne ploče i greda 8.Izvođenje krovne ploče - kao i stubova, greda i lift okna

174 9.Postavljanje krovne konstrukcije - krovnog pokrivača i drvene građe 4.2. Detalji veza nadograđene i postojeće konstrukcije Redosled izvođenja radova na povezivanju nove i stare konstrukcije je: - buše se rupe u postojeći element koji se nastavlja - čišćenje rupe izduvavanje prašine pomoću vazduha pod pritiskom - nalivanje maltera u rupe - postavljajnje ankera - postavljanje projektovane armature elementa konstrukcije nadogradnje - povezivanje ankera i armature izvodi se pomoću preklapanja, a zavarivanje se uzima kao dodatno osiguranje - betoniranje novog elementa konstrukcije u prethodno pripremljenoj oplati. 5. ZAKLJUČAK Na osnovu sprovedenog proračuna i uporedne analize mogućnosti nadogradnje postojećeg objekta za jedan, odnosno dva sprata, zaključeno je da je u oba slučaja potrebna sanacija ojačanje pojedinih nosećih elemenata konstrukcije. U oba slučaja je potrebno ojačanje stubova. Kod nadogradnje jednog sprata potrebno je manje dodatne armature i manji broj stubova za ojačanje. U oba slučaja je potrebno ojačanje temeljne ploče, ali sa aspekta izvođenja, kod nadogradnje dva sprata, problem predstavlja nemogućnost dodavanja armature u donju zonu temeljne ploče, dok je gornju zonu moguće ojačati karbonskim trakama. Zbog toga je odlučeno da se objekat nadogradi za jedan sprat. 6.PRIMENA ĆELIJASTIH BETONA U DOGRADNJI OBJEKTA Ćelijasti betoni su betoni koji sadrže veliki procenat pora - ćelijica veličine 1 do 2mm. Ukupna poroznost ovih betona je vrlo velika i može iznositi i 85%. Ćelijasta struktura se obrazuje dodavanjem proizvedene pene ili razvijača gasa osnovnoj masi. Prema načinu formiranja pora u masi betona, razlikuju se dve vrste ćelijastih betona: peno-betoni i gas-betoni Peno betoni Peno betoni (slika 5) predstavljaju vrstu ćelijastih lakih betona, koji se proizvode od izuzetno fluidne cementne paste, kojoj se dodaje prethodno formirana stabilna pena. Slika 5. Peno-beton Sastav U zavisnosti od primene, peno betoni mogu imati sledeće komponentne materijale: Vezivo: čisti portland cement (CEM I) ili portlandkompozitni cent (CEM II) Punioc: krečnjačko brašno i pesak Pena: preparati koji obrazuju stabilnu penu, na bazi proteina ili sintetučkih aditiva. Proizvodnja Proces proizvodnje peno betona obuhvata: Formiranje stabilne pene. U tu svrhu koriste se posebni generatori u kojima se supstanca za obrazovanje pene meša sa vodom - razređuje, a zatim se pod pritiskom provodi kroz tanke cevi. U toj fazi se obrazuje stabilna pena koja ima puta veću zapreminu u odnosu na rastvor supstance u vodi. Mešanje suvih komponenti: posebno se mešaju cement i pesak, do dobijanja homogene mase. Dodavanje vode: u suvu prethodno izmešanu masu cementa i punioca postepeno se dodaje voda, uz neprestano mešanje dok se ne dobije fluidni cementni malter. Dodavanje pene: u fluidni cementni malter dodaje se formirana stabilna pena i meša se do dobijanja homogenog peno betona. Ugradnja Peno betoni se mogu proizvoditi u fabrikama betona i transportovati do mesta ugradnje ili na mestu ugradnje. Lako se ugrađuju i obrađuju. Pumpabilan je, pa se može ugrađivati standardnim pumpama za beton. Može se proizvesti i u varijanti self-compacting. Nije sklon izdvajanju vode i segregaciji nakon ugrađivanja. Očvršćavanje peno betona može biti ili u normalnim atmosferskim uslovima uz odgovarajuću negu ili se primenjuje postupak autoklaviranja. Osnovna svojstva Imaju veliko skupljanje usled sušenja, zbog toga što u svom sastavu nemaju zrna krupnog agregata. Predstavlja i kvalitetan zvuko-izolacioni materijal. Upijanje vode se smanjuje sa smanjenjem zapreminske mase. Odličan regulator vlažnosti vazduha u prostorijama. Ekološki podoban materijal, zato što ne sadrže toksične supstance. Imaju zadovoljavajuću otpornost na dejstvo mraza i zadovoljavajuću hemijsku otpornost na uticaje sulfata. Požarna otpornost peno betona je odlična. Primena u zavisnosti od γ γ = kg/m3: U ovu grupu spadaju betoni na bazi cementa i stabilne pene. Koriste se: U krovovima i podovima, kao termička i zvučna izolacija. Ugrađuju se preko krutih međuspratnih tavanica, jer nemaju konstrukcijsku primenu. Za popunjavanje prostora između dvoslojnih zidova u okviru podzemnih delova zidova. Ispuna šupljih blokova za zidanje i U svim ostalim situacijama kada je potrebno popuniti neke prazne prostore sa materijalom odličnih termoizolacionih svojstava. 1666

175 γ = kg/m3: U ovu grupu spadaju betoni na bazi cementa, peska i stabilne pene. Koriste se: Za proizvodnju prefabrikovanih blokova i panela za zid zavese, pregradne zidove i ploče za spuštene plafone. Termoizolacione i zvukoizolacione košuljice u višespratnim stambenim i poslovnim zgradama. γ = kg/m3: U ovu grupu, takođe, spadaju betoni na bazi cementa, peska i stabilne pene. Koriste se: Za proizvodnju prefabrikovanih blokova i panela za spoljašnje slojeve zidova zgrada, arhitektonske ornamente i pregradne zidove. Kao betonske ploče za košuljice iznad ravnih krovova. γ = kg/m3: To su betoni na bazi cementa, peska i stabilne pene. Koriste se: Za proizvodnju prefabrikovanih panela svih dimenzija u zgradarstvu i kod industrijskih objekata. Kao galanterija za bašte i u drugim situacijama kada se zahteva konstrukcijski beton male težine Gas betoni U toku odležavanja dolazi do hemijskee reakcije između aluminijuma i Ca(OH) 2 i obrazuje se gas vodonik koji formira mehuriće u strukturi betona. Gas-betoni očvršćavaju u autoklavima na t=180 C i pritisku od ~ 9 atm. Dobijeni materijal ima malu zapreminsku masu (300 do 700kg/m 3 ) i čvrstoće od 1 do 5MPa. Proizvodi od gas-betonaa se mogu armirati prethodno zaštićenom armaturom. Na tržištu se nalazi pod fabričkim nazivom siporeks. Jedna od najvećih zaštićenih robnih marki blokova od gas betona je YTONG (slika 6). -Troškovi grejanja i hlađenjaa kod objekata građenih YTONG sistemomm gradnje nižii su 30 50% u odnosu na objekte građene klasičnim materijalima. YTONG zid ne zahteva dodatnu toplotnu oblogu toplotnu izolaciju predstavlja sam YTONG materijal. -YTONG je proizveden od: kvarcnog peska, kreča, cementa, gipsa i vode. -Poseduje visoku stabilnost i optimalnu toplotnu izolaciju -Za gradnju objekata YTONG blokovima upotrebiće se 2,5 puta manje vremena nego kod gradnje klasičnim načinom. -Vazdušne ćelije u YTONG-u raspoređene su ravnomernoo i izoluju zvuk u svakom smeru. -YTONG ujednačava kolebanja temperature i regulišee vlažnost vazduha. -YTONG je proizveden isključivo od negorivih mineralnih sirovina. Već kao tanak zid nudi optimalnu protivpožarnu zaštitu. -Kuća građene YTONG-om je najsigurnija kuća u slučajuu zemljotresa zahvaljujući maloj težini i sposobnosti YTONG-a da preuzme seizmičke sile iz svih smerova. 7. LITERATURAA [1] Beton i armirani beton prema BAB 87, Beograd, [2] Živorad Radosavljević, Dejan Bajić: Armirani beton- knjiga 3, Beograd, [3] Vlastimir Radonjanin, Mirjana Malešev: materijal sa predavanja Sanacija betonskih konstrukcija, [4] K. Ramamurthy, E. Kunhanandan : A classification of studies on properties of foam concrete, Cement and concrete composites, 31.(2009) Kratka biografija: Boban Ždrnja, rođen je u Subotici god. Master rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Građevinar- stvo Konstrukcije, brani god. Slika 6.YTONG blokovi Karakteristike YTONG-a: 1667

176 Zbornik radova Fakultetaa tehničkih nauka, Novi Sad УДК: САОБРАЋАЈНЕ НЕЗГОДЕ СА ОБЕЛЕЖЈЕМ БРЗИНЕ НА ПОДРУЧЈУ НОВОГ САДАА TRAFFIC ACCIDENT WITH CHARACTERISTICS OF SPEED IN NOVI SAD Бранимир Станисављев, Факултет техничких наука, Нови Сад Област САОБРАЋАЈ 2. УТИЦАЈ БРЗИНЕ НА БЕЗБЕДНОСТ САОБРАЋА ЈА Кратак садржај Брзина представља један од најзначајнијих проблема безбедности саобраћаја. Саобраћајне незгоде и њихове последице су у значајној мери повезане са брзином. У раду су анализирана обележја саобраћајних незгода и њихових последица услед брзине на подручјуу Новог Сада.. За изложеност дејству брзине и енергијее коју разви-- чуло које би му помогло да лакше и раније уочи опасност на путу. Овај недостатак човек мора да надокнади свеукупним ангажовањем личности и пажњом, али и јају моторна возила човек не поседује наменско обавезом да адаптира просторр за одвијање саобраћаја.. Abstract Speed is one of the major problems of traffic safety. Traffic accidents and their consequences were На одлуку возачаа о избору брзине којом ће се кретати утичу разни фактори. Међу њима је и систематско significantly associated with speed. The paper analyzes подцењивање вероватноће настанка саобраћајне characteristics of traffic accidents and their consequences due to the speed on the area of Novi Sad. незгоде и недовољне свести о утицају одабране брзине на степен ризика. На то указују и бројна истраживања вршена у свету у којим су возачи Кључне речи: Безбедност саобраћаја, брзина. испитаници оценили да су ограничења брзинае на путевима постављена ниско, као и просечне брзине на 1. УВОД путевима на којима је дошлоо до променее ограничењаа брзине (навише или наниже). Са повећањем брзине у Саобраћајне незгоде настају као последица деловања великог броја фактора. Они се разликују по њиховом већој мери расте и ризик од повреде и смрти него ризик од саобраћајне незгоде. Ако је стопа незгода извору и природи настанка, начину деловања, везана за брзину (V) сразмерна повећању просечних величини утицаја и др. Брзина је идентификована као кључни фактор ризика у саобраћајним незгодама са повредама, утичућии и на брзина, онда ће стопа повреда у незгодама битии сразмерна V 2, a вероватноћа да ће повреда битии фатална је сразмерна V 4. ризик од незгоде, као и на тежину повреда које су Истраживања спроведена у урбаним срединамаа резултат незгоде. Претерана брзина се дефинишее као брзина која прелази брзину ограничења. Неприкладна брзина се дефинише као покретачка брзина неподобна за преовлађавање путних и саобраћајних услова ( Elvik et al, 2004). Претеранаа и неприкладна брзина су одговорни за висок удео морталитет и морбидитет који произилазе из саобраћајне незгоде. У високо развијеним земљама, брзина доприноси да око 30 % смртних случајева на путу, док у неким земљама са ниским примањима и средње- развијеним земљама, показује да што је већи проценат прекорачења брзине од дозвољене, је узрок све чешћих саобраћајних незгода. Појединаци, који возе за 10-15% брже од просечне брзине, су многоо подложнији да будуу укључени у саобраћајној незгоди (Baruya, 1998). Број незгода се повећава за 10-15% %, ако се просечна брзина возача повећан за 1 km/h (Bowie and Walz, 1994.). Најзначајнији ефекти брзине на незгоде и њихове последице су (МАСТЕР, 1998) већа брзина возила, краће време возач има да стане и брзина се процењује да је главни фактор присутан у избегне судар. Аутомобилуу који путује 50 km/h око половине свих саобраћајне незгоде. Контролом брзине возила може спречити настанак незгода и може да смањи утицај када се оне јављају, смањујући озбиљност повреда претрпљених од стране жртава. Предмет рада јесте анализа саобраћајних незгода на територији Новог Сада у периоду од 01. јануара до 31. децембра године са посебним освртом на брзину као фактором настанка саобраћајних незгода, обично ће бити потребно 13 метара да се заустави,, док ће се аутомобил путујући при 40 km/ /h зауставитии у мање од 8,5 метара. просечно повећање брзине од 1 km/h је повезан са 3% већим ризиком од незгода који доводи до настанкаа повреде. у тежим незгодама, повећан ризик је још већи. У таквим случајевима, просечан раст брзине од 1 km/h а у циљу утврђивања учешћа саобраћајних незгода са доводи до 5% већег ризика од озбиљних илии обележјем брзине у укупним незгодама и одређивања тежина тих незгода у односу на остале врсте незгода. фаталних повреда. путовање при 5 km/h изнад ограничењаа саобраћајне брзине од 65 km/h за последицу има повећање рела-- НАПОМЕНА: Овај рад је проистекао из мастер рада чији je се може упоредити незгодом изазваном концентрацијом алко-- хола у крви од 0, 05 g/ dl. тивног ризика од настанка незгоде и који ментор био др Драган Јовановић, ванр. проф. 1668

177 за путнике у возилу са сударном брзином од 80 km/h, вероватноћа смрти је 20 пута већа у односу шта би било при удару брзином од 30 km/h. пешаци имају 90 % шансе да преживе удар при 30 km/h или испод, али мање од 50% шансе за преживљавање удара при 45 km/h или изнад. вероватноћа да пешаци буду убијени расте за фактор 8 како се утицај брзине возила повећава од 30 km/h до 50 km/h. (Табела 1.4.). Кумулативно, у посматраном периоду, међу свим настрадалим, погинули чине око 4%, тешко повређени око 18%, а лако повређени око 78%. 3. САОБРАЋАЈНЕ НЕЗГОДЕ СА ОБЕЛЕЖЈЕМ БРЗИНЕ У НОВОМ САДУ У анализираном периоду (од до године) на улицама и путевима града Новог Сада евидентирано је укупно саобраћајна незгода са обележјем брзине. Међу овим незгодама било је 34 (0,6%) незгода са погинулим лицима, 959 (17,1%) са повређеним лицима и (82,3%) са само материјалном штетом (График 1.). Број ових саобраћајних незгода је порастао за око 26% (у току у односу на годину). Учешће саобраћајних незгода са настрадалим лицима благо је порасло у посматраном периоду (са око 16% на око 20%). У току забележено је најзначајније повећање броја саобраћајних незгода са повређеним (око 70%), а поготово са погинулим лицима (за 1.200% у односу на 2008.). Мада би ово требало озбиљније анализирати и тумачити, први резултати указују да ово може бити последица укупног повећавања броја незгода или на слабљење ефеката мера управљања брзинама, на повећавање броја возача који не поштују ограничења брзине и посебно повећавање екстремних прекорачења брзине. График 2. Број настрадалих лица и њихова структура према последицама са обележјем брзине, Нови Сад, период година Највећи укупан број саобраћајних незгода са обележјем брзине, у посматраном периоду, догодио се у децембру (553 или 9,8%), затим у новембру (543 или 9,7%) и октобру (536 или 9,5%) (График 3.). Према укупном броју незгода најповољнији период је од јуна до августа, када је забележен најмањи број саобраћајних незгода у току године, а посебно у августу (375 или 6,7%) и јулу (398 или 7,1%). Расподела саобраћајних незгода са настрадалим је нешто другачија. Наиме, највећи број незгода са настрадалим догодио се у септембру, 101 (10,2%), затим у октобру, 98 (9,9%) и мају, 93 (9,4%). Саобраћајне незгоде са тежим последицама карактеристичне су за летњи период (јул, август и септембар) када незгоде са настрадалим чине преко 20% свих незгода. Јануар је месец са најмањим бројем незгода са настрадалим по оба критеријума (5,4% од годишњег броја незгода са настрадалим и 11,6% од свих незгода у јануару). График 1. Број регистрованих саобраћајних незгода (са брзином као важним обележјем) са повређеним и погинулим, Нови Сад, период година У анализираним саобраћајним незгодама, са обележјем брзине, настрадало је укупно лица од којих је 65 (4,2%) погинуло, 386 (18,0%) тешко повређено и (77,9%) лако повређено (График 2.). Укупан годишњи број настрадалих у незгодама са обележјем брзине је благо опадао, по годишњој стопи од 0,2%, у анализираном периоду. Број погинулих је значајније осциловао, док је број повређених имао стабилнију тенденцију. Мењала се и структура настрадалих, тако да се удео погинулих кретао од око 1% (2008) до преко 4% (2007) свих настрадалих 1669 График 3. Расподела саобраћајних незгода са обележјем брзине, са метеријалном штетом и настрадалим по месецима у току године, Нови Сад, период година Битно се разликују месечне расподеле саобраћајних незгода са настрадалим лицима и незгода са материјалном штетом. Највише незгода са материјалном штетом догађа се у децембру, а

178 значајан пораст имамо већ од августа, док је код незгода са настрадалим, мање одступање од просечне вредности по месецима током године. У периоду мајоктобар расте удео незгода са настрадалим лицима чему доприносе боље временске прилике и веће брзине кретања возила. Зато у зимским месецима (од децембра до марта) опада удео незгода са настрадалим у укупном броју незгода. У овом периоду, због лошијих временских услова, вози се спорије, па је већи удео саобраћајних незгода са материјалном штетом. Расподела укупног броја саобраћајних незгода по данима у току радне седмице је приближно равномерна (уједначен број незгода и износи око 15,5% по дану), осим у данима викенда када се догоди значајно мање незгода (суботом 12,2%, а недељом 9,5%). Петком се догодило највише незгода, 928 (16,5%), а недељом је било најмање незгода, 533 (9,5%) (График 4.). Највећи број незгода са настрадалим догађа се петком, 162 (16,3%) и четвртком, 159 (16,0%). Према учешћу незгода са настрадалим у укупном броју незгода најнеповољнија је структура незгода које се догађају недељом и уторком (19,1%, односно 18,6% незгода са настрадалим лицима, у односу на укупан број незгода у том дану). График 4. Расподела броја саобраћајних незгода са обележјем брзине, са материјалном штетом и настрадалим по данима у току седмице, Нови Сад, период година до и , 67 (6,7% незгода) и 66 (6,6% незгода). У периоду од 0000 до догодило се 35 (3,5%) саобраћајних незгода са настрадалим лицима. У ноћном периоду ( ) догађају се теже незгоде него у току дана. Удео незгода са настрадалим, у односу на укупан број саобраћајних незгода, креће се од 12% (преподневни сати - дању) до преко 27% (ноћу). График 5. Расподела броја саобраћајних незгода са обележјем брзине, са материјалном штетом и настрадалим по часовима у току дана, град Нови Сад, период година Све саобраћајне незгоде су, према званичној статистици, груписане у 7 најчешћих врста: Судари из супротних смерова (1. врста); Бочни судари (2); Судари при вожњи у истом смеру (3); Удар возила у друго заустављено или паркирано возило (4); Слетање возила са пута (5); Обарање или гажење пешака (6) и Остале врсте незгода (7). У структури свих незгода, доминирају судари при вожњи у истом смеру, (3.727 незгода или 66,3%). Ово је разумљиво, с обзиром да су овде доминантне незгоде у насељима, односно на улицама. Најчешће незгоде са настрадалим лицима биле су судари при вожњи у истом смеру, (397 незгода, односно 40,0%) и незгоде са учешћем пешака (241 незгода, односно 24,3%). Најчешће незгоде са погинулим лицима биле су чеони судари (11) и обарање пешака (10). Петком расте број саобраћајних незгода са материјалном штетом и број незгода са настрадалим лицима. Саобраћајне незгоде са материјалном штетом имају већи тренд пада за дане викенда у односу на саобраћајне незгоде са настрадалим лицима. Број незгода са материјалном штетом опада суботом и посебно недељом. Највећи број саобраћајних незгода са погинулим догоди се у периоду субота-уторак (по 6 у сваком дану). Највећи број незгода догоди се у периоду од до и то: од до догодило се 419 (7,5%), од до догодило се 385 (6,8%) и од до догодило се 381 (6,8%). Од до сата догодило се 129 (2,1%) саобраћајних незгода, што је значајно више у односу на остале ноћне сате. Часовна расподела саобраћајних незгода са настрадалим лицима је нешто другачија. Највећи број саобраћајних незгода са настрадалим лицима догодио се у периоду 1670 График 6. Структура саобраћајних незгода са материјалном штетом и настрадалим по врстама са обележјем брзине, Нови Сад, период година По тежини последица издвајају се саобраћајне незгоде са учешћем пешака (97,6% незгода са настрадалим у

179 односу на све евидентиране незгоде са учешћем пешака) и слетање са коловоза (33,8% незгода са настрадалим лицима). Тежина незгода са учешћем пешака се може значајно смањивати унапређењем понашања возача у близини обележеног пешачког прелаза и увођењем зона смиреног саобраћаја, односно зона 30. Са друге стране, слетање са пута се може спречвати и његове последице смањивати елиминсањем ектремних брзина, а посебно на прилазима граду. Доследна примена разноврсних мера управљања брзинама може смњити и број и тежину обе ове врсте незгода. У саобраћајним незгодама са обележјем брзине заступљеније су саобраћајне незгоде са погинулим и повређеним лицима, у односу на саобраћајне незгоде са материјалном штетом. Међу свим незгодама са настрадалим лицима које су се догодиле на подручју Новог Сада, у посматраном периоду, било је око 35,0% незгода су са обележјем брзине, а око 65,0% са обележјима осталих околности. Око 29,0% свих незгода са материјалном штетом било је са обележјем брзине, а око 81,0% са осталим околностима. Око 35,0% свих незгода са повређеним су са обележјем брзине, док су код незгода са погинулим на годишњем нивоу ове разлике веома велике. Тако је у ,3% незгода са погинулим било са обележјем брзине, а године чак 72,7%. 4. ЗАКЉУЧАК Прекомерна брзина и пребрза вожња за околности играју значајну улогу у настанку великог броја саобраћајних незгода као и тежини судара и то представља озбиљну претњу безбедности саобраћаја. Пребрза градска вожња је још смртоноснија, с обзиром на број пешака и деце који су присутни у градском окружењу. Брзину не треба посматрати као један и једини фактор који доприноси настанку саобраћајних незгода на путевима. Овакве брзине, донете у контекст са истовременим нехатом, безобзирним и агресивним понашањем возача; присуством пешака и животиња; заједно са високим процентом возача који возе под утицајем алкохола или су уморни, и возила са глатким гумама, неисправним кочницама и светлима; незаконито и небезбедно претицање, као и лоше одржавање путева и саобраћајних знакова, је рецепт за катастрофу. Међу свим саобраћајним незгодама са настрадалим лицима које су се догодиле на подручју Новог Сада (период ), било је око 35,0% незгода са обележјем брзине. Најзначајнија одступања су у погледу незгода са погинулим, тако је нпр године 53,3% незгода са погинулим било са обележјем брзине, а године чак 72,7%. У незгодама са обележјем брзине има и знатно више погинулих у структури настрадалих у односу са осталим околностима. На годишњем нивоу, од укупног броја погинулих више од 65% лица погине у незгодама са обележјем брзине, док се тешко повреди више од 40%, а лакше повреде претрпи око 40%. У анализираном периоду у незгодама са обележјем брзине страда просечно 2,2 лица на једну незгоду са настрадалим, док у незгодама са осталим обележјима 1671 страда просечно 1,6 лица. На 100 саобраћајних незгода са настрадалим лицима погине око 6,5 лица у незгодама са обележјем брзине, док у незгодама са осталим околностима погине око 2,4 лица. Напори за смањење прекорачења брзине и саобраћајних незгода изазваних брзином морају да буду вишедисциплинарни у циљу решавања свих фактора који доприносе избору неодговарајуће брзине од стране возача или неразумевању тога шта представља безбедна брзина (Knowles et al, 1997). Саобраћајне незгоде изазване брзином могу се смањити појачаним напорима у области едукације, инжењеринга и принуде. 5. ЛИТЕРАТУРА 1. Baruya, B. Speed-accident relationships on European roads. In: Proceedings of the conference Road safety in Europe, Bergisch Gladbach, Germany, September 21 23,1998, VTI Konferens No.10A, Part 10, pp. 1 17, Bowie, N. N., & Walz, M. Data Analysis of the Speed-Related Crash Issue. Auto Traffic Safe, 1(2), 31-38, Cowley, J. E. The Relationship between Speed and accidents: A Literature Review. J. E. Cowley and Associates, Melborne, Australia, March, Elvik, R., Christensen, P., & Amundsen, A. Speed and road accidents. An evaluation of the Power Model. TØI report 740/2004. Institute of Transport Economics TOI, Oslo, Kloeden, C. N., McLean, A. J., Moore V. M., & Ponte, G.. Traveling speed and the risk of crash involvement. Technical Report. NHMRC Road Accident Research Unit, The University of Adelaide, Australia, Knowles, V., Persaud B., Parker M., & Wilde, G. Safety, Speed and Speed Management: A Canadian Review. Final Report, Contract T Transport Canada, March, Managing Speeds of Traffic on European Roads (MASTER), Final report European Commission. Project of the 4th framework programme, Кратка биографија: Бранимир Станисављев рођен је у Новом Саду год. Дипломски - мастер рад на Факултету техничких наука из области Безбедности саобраћаја одбранио је године. Драган Јовановић рођен је у Зрењанину Докторирао је на Факултету техничких наука године, а од је у звању ванредни професор. Област интерeсовања је безбедност саобраћаја.

180 Zbornik radova Fakultetaa tehničkih nauka, Novi Sad УДК: ОБЕЛЕЖЈА САОБРАЋАЈНИХ НЕЗГОДА СА ПЕШАЦИМА НА ПОДРУЧЈУ ВОЈВОДИНЕ CHARACTERISTICS OF PEDESTRIAN TRAFFIC ACCIDENT IN VOJVODINA Данко Хован, Факултет техничких наука, Нови Сад Област САОБРАЋАЈ Код њих не постоји никаква селекција (у погледу година старости, здравственог стања, саобраћајног Кратак садржај Пешаци представљају најрањивију образовања и сл.) као што је случај са осталим категорију учесника у саобраћају. Друштвена корисницима пута. заједница мора да уважи ову чињеницу и створи што За страдање пешака је најзначајнија чињеница што су безбеднији амбијент за учешће пешака у саобраћају. они најслабије заштићена категорија учесника у У раду су анализирана обележја саобраћајних незгода са пешацимаа на подручјуу Војводине. Abstract Pedestrians are the most vulnerable category of road users. The community has to take into account this fact and create a more safer environment for the participation of pedestrian traffic. The paper analyzes characteristics of traffic accidents with pedestrians in Vojvodina. Кључне речи: Безбедност саобраћаја, пешаци. саобраћају. Кадаа се догоди незгода возило остварује директни контакт са телом пешака. Тело пешака није само у неповољној позицијии што директно остварује контакт са чврстим материјалом од којег је возилоо направљено, него и због већих сила које ствара брзина и маса возила. Механизам повреда пешака је такође специфичан, јер пешак најчешће трпи двоструко па некад и трострукоо дејство разних сила, тако што повреде настају у две, а некада и три фазе: 1. УВОД примарне повреде које настају приликом контактаа Анализа стања безбедности у друмском саобраћају је (удара) возила, од великог значаја због дешавања саобраћајних секундарне повреде које настају приликом пада и незгода и угрожавања људи и имовине уопште. Од великог је значаја да се редовно врши анализа стања удара у коловоз, ивичњак или неки други предмет (некад су повреде задобијене у овој фази теже од безбедности саобраћајаа како би се на основу повреда задобијених у првој фази), добијених података могли изводити планови у терцијалне повреде, које настају приликом гажењаа наредном временском периоду, а све у циљу да се пешака после ударног процеса. безбедност подигне на виши ниво. Према подацима ERSO-Еuropean Road Safety Структура учесника у саобраћају је веома хетерогена. Многи фактори утичуу на угроженост појединих Observatory у 14 земаља Европске Уније (ЕУ-14 ) у години у саобраћајним незгодама живот је категорија учесника у саобраћају. Улога коју изгубило пешака, што представља 14,1% од поједини учесници у саобраћају имају детерминише значајне разлике у погледу угроженсти учесника у укупног броја погинулих те године. Велики напори ових земаља и безбедносне мере које су спроведенее саобраћају. Са тог аспекта пешаци представљају допринели су да је број погинулих пешака најугроженију категорију учесника у саобраћају. По године био за окоо 37% мањи у односу на годину правилу, саобраћајне незгоде са пешацима имају (ERSO, 2008). У укупном броју смртно страдалих изузетно тешке последице и због тога је значајно вршити њихову анализу у циљу што квалитетније превенције. Предмет рада су пешаци као учесници у саобраћају, а пешака највећи део чине старији пешаци. У 14 земаљаа ЕУ је у години било пешака старих 64 године и више који су изгубили живот у саобраћајним незгодама. Међутим, тај велики број је у наредних основни циљ рада је утврдити обележја страдања десетак година константно смањиван, да би пешака са посебним освртом на најзначајније разлике године износиоо погинулих пешака, што у погледу обележја саобраћајних незгода и њихових представља смањење за 41,,4%. Када су у питању последица. Простор истраживања је АП Војводина, деца, проценат њиховог учешћа у укупном броју док време истраживања обухвата период од до погинулих пешака такође широко варира, с тим што године. је тај проценат доста мањи у односу на старије пешаке (Campbell et al, 2004). 2. СТРАДАЊЕ ПЕШАКА У САОБРАЋАЈУ Пешаци су најбројнија и најхетерогенија категорија непосредних учесника у саобраћају. 3. ОБЕЛЕЖЈА САОБРАЋАЈНИХ НЕЗГОДА СА ПЕШАЦИМА У ВОЈВОДИНИ У анализираном периоду (од до године) од НАПОМЕНА: укупно незгода са пешацима највише се Овај рад је проистекао из мастер рада чији je догодило године и то 842, што је 17,34 % од ментор био др Драган Јовановић, ванр. проф. укупног броја. Током године догодило се 1672

181 најмање саобраћајних незгода са пешацима, 692 или 15,13 %, што је за 2,21 % мање него у години. Просечан број саобраћајних незгода са пешацима у посматраном периоду износи 762, те на основу тога увиђамо да и у преосталм годинама број незгода се није драстично повећао нити самњивао. (График 1.). посматраном периоду тј 9,97% и 9,82%. Док месеци са најмање незгода су фебруар, јануар и јул са 276, 325 и 339 незгода у посматраном периоду што је изражено у процентима 6,04 %, 7,11 % и 7,41 % (График 3.). График 1. Прецентаулни однос регистрованих саобраћајних незгода са пешацима, АП Војводина, период година Од укупно саобраћајне незгоде са пешацима чак је за последицу имало телесну повреду, а то је 88,61 %. У посматраном временском периоду саобраћајних незгода са погинулим лицима је било 359 или 7,85 %. Материјална штета је причињана 162 пута тј. 3,54 % и има најмањи удео у овим незгодама (График 2.). График 3. Прецентаулни однос саобраћајних незгода са пешацима по месецима у току године, АП Војводина, период година Анализирајући саобраћајне незгоде са пешацима по данима у току седмице увиђа се да је петак дан када се догађа највише незгода. У посматраном периоду тај број износи 788 незгода или 17,23 %. Драстично мање (скоро за четвртину) се догађа недељом, која је управо и дан са најмање саобраћајних незгода, а тај број је 469 тј 10,26 % (График 4). Остали дани су врло уравнотежени око 14,5 %, што нас наводи на закључак да је петком највећи интензитет саобраћаја (седмичне миграције могу бити јадан од важнијих фактора за ову појаву), док је недељом најмањи интензитет, а самим тим и изложеност ризику. График 2. Процентуална структура саобраћајних незгода са пешацима према последицама, АП Војводина, период година Расподела саобраћајних незгода и њихових последица по месецима у току године зависи од низа променљивих фактора, чије се дејство и утицај у току године мења. Велики број саобраћајних незгода се догађа током јесењих месеци, што може бити последица великог броја пољопривредних возила на путу. Анализа показује да се највећи број незгода догађа у октобру 461 или 10,08%, што се може разумети због сезонских радова везаних за пољопривреду, а који су највише изражени током септембра и октобра. Следећи најизраженији месеци су новембар и децембар са по 456 и 449 саобраћајних незгода у 1673 График 4. Прецентаулни однос саобраћајних незгода са пешацима по данима у току седмице, АП Војводина, период година Најкритичнији период у току дана за незгоде са пешацима је од 16 до 18 часова. Број незгода који се догодио у том периоду од до године износи 753 или у процентима 16,45 %. Нешто мање критичнији је период од 18 до 20 часова, а број незгода износи 673 или 14,72 % од укупног броја незгода. Период са најмање незгода је од 2 до 4, број незгода је 99, а процентуално износи 2,17 % од

182 укупног броја незгода (График 5.). Како најкритичнији тако и најбезбеднији период је директно повезан са интензитетом саобраћаја који је у послеподневним часовима највећи самим тим у ноћним часовима најмањи, па је тако и могућност саобраћајне грешке већа односно мања. График 5. Прецентаулни однос саобраћајних незгода са пешацима по часовима у току дана, АП Војводина, период година Од укупног броја незгода чак саобраћајних незгода тј. 50,3 % је имало за грешку брзину. Велики удео у овој анализи имају и грешке које су везане за кретање пешака. Број таквих незгода је 859 или 18,79 %. Док мимоилажење као и заустављање и паркирање имају најмањи удео у саобраћајним незгодама 7 тј. 0,15 % и 43 тј. 0,94 % (График 6.). Вредно је напоменути да алкохолисаност као узрок има удео свега 172 незгоде или 3,76 % (што је много мање у односу на неприлагођену брзину). експертизе или слично), једини је проблем што се прве евиденције касније не исправљају. Управо зато је велика вероватноћа да баш ова грешка (неприлагођена брзина) има оволики учинак (50,3 %) у анализи. Жестина саобраћајне незгоде не одређује се по величини сила које су за време незгоде деловале него по тежини последице. Тежина последице није увек у сразмери са величином сила које су се за време незгоде ослободиле него зависи и од бројних других фактора. Поред масе и брзине возила, жестина незгоде зависи и од врсте незгоде, угла под којим су силе деловале у односу на тежиште капацитета возила, пасивних елемената, безбедности возила, елемената пута, околине пута, искоришћености капацитета возила (број лица која су изложена ризику, а код превоза ствари терет повећава дејство сила), структуре саобраћаја, саобраћајне културе становништва (посебно возаћа), врсте узрока незгоде и др. Некада код незгода са релативно малим силама настане тежа последица него код других где су силе биле далеко веће. За степен (измеритељ) жестине незгода најчешће се узима однос између броја настрадалих лица и саобраћајних незгода и структуре настрадалих лица и добија се утврђивањем: - број настрадалих на једну, 10 или 100 саобраћајних незгода, - број погинулих на једну, 10 или 100 саобраћајних незгода, - број повређених на једну, 10 или 100 саобраћајних незгода, - број повређених на једно погинуло лице у саобраћајним незгодама. График 6. Прецентаулни однос саобраћајних незгода са пешацима по грешкама, АП Војводина, период година У данашњем евидентирању често се догађа да се као грешка која доводи до незгоде приписује неприлагођеној брзини кретања, иако се, можда не на први поглед, крију и неке друге грешке (узроци). Те грешке се најчешће касније утврђују (приликом 1674 График 7. Жестина саобраћајних незгода са пешацима, АП Војводина, период година Измеритељ жестине саобраћајних незгода са пешацима у периоду од до године има следеће вредности: број настрадалих на 100 саобраћајних незгода износи 96, број повређених на 100 саобраћајних незгода је 88, док број погинулих на 100 саобраћајних незгода је 8. Број повређених на једног погинулог износи 11 (График 7.). Број настрадалих на 100 саобраћајних незгода је највећи у и години и износи 98. Најмањи је за годину и износи 95. Што се тиче броја повређених на 100 саобраћајних незгода, такође је највећи за годину и износи 90. У годинама 2004., 2005., 2006., овај број је износио 89, затим је године опао на 88, док је тај број био

183 најмањи 85. Када посматрамо број погинулих на 100 саобраћајних незгода увиђамо да је и година са највећим бројем и то је било 8 погинулих на 100 повређених, а у преосталим годинама 7. Број повређених на једног погинулог је највећи у и години, а најмањи у 2003 када је износио ЗАКЉУЧАК У морталитету савременог друштва велики проценат имају саобраћајне незгоде. Својим механизмом деловања саобраћајне незгоде негативно утичу на друштво, како на њене социјалне тако и на метериалне сфере. Анализе које се спроводе нам само показују ред величина негативног деловања саобраћајних незгода, као и правац у коме треба усмерити акције спречавања тог негативног утицаја. На подручју АП Војводине, у посматраном шестогодишњем периоду (од до године) догодило се саобраћајне незгоде са пешацима. Динамика саобраћајних незгода са пешацима нам показује да је године било највише саобраћајних незгода и то 842. Док је већ следеће године било најмање, 692 незгода. Број незгода у току посматраних шест година варира свега око 3-4 %, и не показује тенденцију смањивања, а једнако тако ни драстичног повећања. На графику динамике саобраћајних незгода запажа се осцилација линије (која представља број незгода) око просечне вредности. Потребно је предузети мере смањења саобраћајних незгода како у краћем тако и у дужем временском периоду. У анализи структуре саобраћајних незгода са пешацима према последици, увиђамо да је 89 % или незгода са повређеним лицима. Број незгода са погинулим лицима износи 359 што је 8 % од укупне вредности. Преостали број 162 незгода или 3 % су незгоде са материјалном штетом. Када анализирамо саобраћајне незгоде са пешацима закључујемо да су оне врло специфичне у односу на оне незгоде у којима пешаци нису учествовали (као што смо у уводном делу невели). Тело пешака остварује директни контакт са тврдим материалом од којег је возило направљено и трпи највеће повреде. Управо због овог разлога је потпуно разумљиво због чега је проценат незгода са повређеним лицима овако висок, док је са материјалном штетом изузетно низак. У просторној анализи саобраћајних незгода са пешацима према карактеристикама пута, уочавамо да највише незгода се догоди у правцу, тај број је или 71,5 %. Следеће место по броју незгода су раскрснице, чији број незгода износи или 26,4 % од укупног броја незгода. У кривинама за посматрани период је било 93 незгоде односно 2%. Најмање се догодило незгода на пружним прелазима и то 2 незгоде или 0,1%. Ако је у претходној анализи 93% незгода било у насељеном месту, и познајемо да су у Војводини у насељеном месту готово сви возни токови одвојени од пешачких, занимљиво је да чак 71,5% пешака имало незгоду у правцу, тамо где су токови одвојени (изузев 7% оних који су се догодили ван насеља). За очекивати је да већина незгода буде 1675 на месту где се токови пешака и возила укрштају (раскрснице). Имајући ово у виду закључујемо да један део пешака не користи пешачке стазе, те да се они слободно крећу површинама које су намењене за кретање возила. Неопходно је предузети мере које ће за циљ имати смањење броја саобраћајних незгода, односно повећати безбедност у саобраћају. За остваривање тог циља потребно је обезбедити редовно одржавање расположиве путне мреже за одвијање безбедног саобраћаја, нарочито у периоду кишних дана и у сезони пољопривредних радова, као и да се путем појачаних превентивних и репресивних мера у саобраћају створи реалнија свест и слика о механизмима дејства фактора на безбедност саобраћаја. Коришћење само репресионе политике спречавања саобраћајних незгода даје резултате али само делимично јер возачи често пута добију санкцију али још увек немењају свест, навике, схватања, предрасуде. Зато је много боље поред репресионе политике користити и превентивну политику која управо мења динамику личности из које произилазе возачи који уносе мањи ризик у саобрачај. Када су у питању пешаци, што је и предмет ове анализе, као превентивне мере спречавања саобраћајних незгода издвојио би: популарисање безбедности саобраћаја путем разних медија, курсева; едукација деце у школама, као и едукација старијег становништва; едукација пешака о важности коришћења пешачких стаза и пешачких прелаза. 5. ЛИТЕРАТУРА 1. Campbell, B., Zegeer, C., Huang, H., Cynecki, M. (2004). A Рeview of pedestrian safety research in the United States and abroad', FHA, European Road Safety Observatory. (2008). Pedestrians and cyclists. 3. Inić, M. (2004). Bezbednost drumskog saobraćaja, FTN Novi Sad. 4. NHTSA. (1994). Traffic safety facts, Edition. Кратка биографија: Данко Хован рођен је у Сремској Митровици год. Дипломски - мастер рад на Факултету техничких наука из области Безбедности саобраћаја одбранио је године. Драган Јовановић рођен је у Зрењанину Докторирао је на Факултету техничких наука године, а од је у звању ванредни професор. Област интерeсовања је безбедност саобраћаја.

184 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad ANALIZA USLOVA ODVIJANJA SAOBRAĆAJA NA DEONICI PUTA M-22 OD SREMSKIH KARLOVACA DO RASKRSNICE SA PUTEM R-130 UDK: ANALYSIS THE TRAFFIC CONDITIONS ON THE SECTION OF M-22 ROAD FROM SREMSKI KARLOVCI TO THE INTERSECTION WITH R-130 ROAD Oblast - SAOBRAĆAJ Vladan Mišić, Vuk Bodanović, Fakultet tehničkih nauka Novi Sad Kratak sadržaj U ovom radu su analizirani uslovi odvijanja saobraćaja na predmetnoj deonici puta M-22 na kojoj se susreću svi tipovi terena. Kapacitet i nivo usluge deonice puta određeni su prema metodama uobičajenim u inženjerskoj praksi. Analizom je identifikovana deonica sa najslabijim karakteristikama, uspon Banstol, gde se uočava značajno formiranje kolona vozila i kojoj je određen nivo usluge u prognoziranom periodu. Na osnovu analize nivoa usluge i troškova goriva teških vozila predložene su mere za poboljšanje uslova saobraćaja na deonici. Abstract This paper analyzes the traffic conditions on the relevant section of the M-22 on which all types of terrain are represented. Capacity and level of service on the road section are determined by conventional methods in engineering practice. According to some analysis, it has been identified a specific Banstol rise as a section with many defects. For this rise it is significant formation of convoys of vehicles and traffic jam, thus that is why the level of service is determined in advance for the forecasted period. Based on analysis of service level and fuel costs of heavy vehicles, certain measures are proposed in order to improve traffic conditions on this section. Ključne reči: Kapacitet puteva, nivo usluge puteva, dvotračni putevi za dvosmerni saobraćaj, putna mreža, 1. UVOD Razvoj društva i privrede nameće sve veće potrebe koje saobraćajna infrastruktura kao ponuda treba da ispuni na adekvatan način kako bi odgovorila na zahteve korisnika saobraćaja. Očekivanja korisnika upućena prema svim kreatorima sabraćajnih ponuda odnose se na sigurnost, efikasnu mobilnost, stabilnost i predvidivost u saobraćaju. Mreža drumskih saobraćajnica na vangradskom području naziva se putnom mrežom i njenu osnovu predstavljaju dvotračni putevi za dvosmerni saobraćaj. Kapacitet kao kvantitativna mera i nivo usluge kao kvalitativna mera odražavaju mogućnost putne mreže da udovolji zahtevima korisnika saobraćaja. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji je mentor je prof. dr Vuk Bogdanović Predmetna deonica U okviru ovog rada uslovi odvijanja saobraćaja izraženi kroz nivo usluge analizirani su na deonici dvotračnog puta M-22, koji spada u kategoriju državnog puta I reda, od Sremskih Karlovaca do raskrsnice sa deonicom regionalnog puta R-130 Baška Maradik. Ova deonica prikazana je na Slici 1. Slika 1. Deonica Sremski Karlovci raskrsnica sa R-130 za Bešku i Maradik Predmetna deonica je deo ''starog novosadskog puta'' koji povezuje makro-regionalna sedišta, Novi Sad i Beograd. Put M-22.1 predstavlja alternativu auto-putu E-75, odnosno severnom kraku koridora X, odnosno kraku X b. Ovaj put namenjen je mešovitom saobraćaju i to je put sa jednom kolovoznom i sa po jednom saobraćajnom trakom po smeru vožnje. Na predmetnoj deonici zastupljeni su svi tipovi terena ali je karakteriše brdovit teren na usponu Banstol. 2. ANALIZA PUBLIKOVANIH REZULTATA Na osnovu baze podataka o svakodnevnom brojanju saobraćaja u okviru predmetne deonice na brojačkom mestu Gladnoš-006(206) formirane od strane Centra za puteve Vojvodine i Puteva Srbije analizirani su dobijeni rezultati brojanja sa ovog mesta. Na Grafiku 1. prikazan je prosečan godišnji dnevni saobraćaj (PGDS) utvđen brojanjem na brojačkom mestu Gladnoš, od godine. Analizom rezultata može se uočiti da PGDS primetno opada od 2008 godine. Prema ovim podacima najopterećeniji meseci bili su maj i jun, odnosno septembar i oktobar. Vršni časovni protoci ostvaruju se krajem radne nedelje u popodnevnim satima.

185 broj vozila, PGDS Grafik 1. Prosečan godišnji dnevni saobraćaj(pgds) na predmetnoj deonici u proteklom periodu Kako se na brojačkom mestu vrši celodnevno brojanje saobraćaja tokom godine, kumulanta svih časovnih protoka tokom 8740 sati definiše koleno dijagrama ''K'' na osnovu kojeg se može preciznije definisati merodavni vršni časovni protok - q mer na ovoj deonici. Za 2008 godinu kao najopterećeniju u bliskom periodu na predmetnoj deonici, sa Slike 2. uočava se da je q mer u vrednosti oko 10% PGDS-a. podataka dobijenih od Centra za puteve Vojvodine i podataka sa terena korišćenih pri analizi kapaciteta i nivoa usluge. 3.1 Brojanje saobraćaja Brojanje saobraćaja je izvedeno na 3 merna mesta u okviru predmetne deonice : raskrsnici sa lokalnim putem za Čortanovce i Iriški venac što je usvojeno kao glavno merenje, u vikend naselju Banstol merenje na Gladnošu na putu M Vršni period protoka vozila je bio u terminu od U Tabeli 2. prikazani su protoci vozila po reprezentativnim mernim mestima u odnosu na vršni sat. Tabela 2. Vršni sat na mernim mestima protok za merna mesta (vozila / h) vršni sat raskrsnice vršni sat na М Gladnoš Banstol-uspon Slika 2. Kumulanta časovnih protoka i koleno dijagrama U strukturi vozila dominiraju putnička vozila(pa), dok se procenat komercijalnih vozila(kv) u posmatranom periodu smanjuje. Prema obrađenim podacima za period godina broj srednje teretnih(st), teških teretnih vozila(tt) kao i auto-vozova(av) - STTAV opada ili stagnira na ovoj deonici puta. U Tabeli 1. prikazana je struktura vozila po postojećem podacima za poslednje 3 godine. Tabela 1.Struktura vozila na osnovu ABS brojača Brojačko mesto 2122, 006(206) Gladnoš God. PGDS PA KV% STTAV vozila STTAV , =344 6,0 % , =434 7,7 % , =340 6,3 % 3. ISTRAŽIVANJE KARAKTERISTIKA USLOVA ODVIJANJA SAOBRAĆAJA NA PREDMETNOJ DEONICI Istraživanje je obuhvatalo manuelno brojanje saobraćaja na izabranim lokacijama u okviru predmetne deonice. Pored toga, u okviru istraživanja analiziran je uticaj tehničko-eksploatacionih karakteristika na osnovu Karakteristično je da u terminu od u strukturi formiranih tokova na usponu Banstol sa 25% učestvuju lokalni tokovi. Ovi tokovi se ostvaruju u oba smera na pravcu Novi Sad lokalni put za naselje Čortanovci kao i dvosmerno na pravcu Novi Sad lokalni put ka Iriškom vencu. U periodu vršnog sata na M-22.1 smanjuje se učešće lokalnih tokova na deonici Banstol a raste učešće tranzitnih tokova. Vršni sat lokalnih tokova i vršni sat tranzitnih tokova na usponu Banstol, međusobno su pomereni za 45 minuta. U slučaju da dodje do približavanja lokalnih i tranzitnih tokova, usled promene radnog vremena ili preusmeravanja saobraćaja do dolaska na predmetnu deonicu, to će dodatno uticati na smanjenje nivoa usluge na deonici Banstol. LТ 7% STTAV 8% Bus 2% PA 83% Grafik 2. Struktura toka u vršnom satu U strukturi toka u vršnom satu, najveće je učešće putničkih automobila što je u skladu sa ABS brojačem dok je učešće STTAV vozila približno procentu dobijenom automatskim merenjima. U toku jutarnjeg perioda 60% STTAV vozila usmereno je ka Beogradu da bi u popodnevnim satima 70% STTAV bilo usmereno ka Novom Sadu što može da uputi na zaključak da se radi o tranzitnim tokovima. Struktura toka iz Grafika 2. je 1677

186 korišćena u proračunu kapaciteta i nivoa usluge deonice. Kao merodavno vozilo usvojeno je teretno vozlo sa odnosom 124Kg/KW. Faktor vršnog sata je 0,94 što predstavlja visoku vrednost za ovaj faktor. Distribucija tokova po smerovima neznatno varira, do 5%, u vršnim periodima je u odnosu 50:50. Na pomoćnom merenju evidentirane su kolone koje formiraju vozila sa intervalom sleđenja < 5 sekunde [1]. 3.1 Putne karakteristike Elementi poprečnog profila puta, horizontalnog i podužnog toka trase različiti su na predmetnoj deonici i kao takvi definisali su tri poddeonice Banstol, Gladnoš i Sedlo koje su prikazane na Slici 3, podužnom profilu predmetne deonice. Banstol Gladnoš Sedlo Slika 3. Podužni profil predmetne deonice Uspon Banstol, posmatrano iz smera Novog Sada ka Beogradu, počinje od završetka naselja Sremski Karlovci do zaravni-platoa na 275 mnv. na kome se nalazi lokalni put za naselje Čotranovci i pravac ka Iriškom vencu. Dužina u usponu je 4,4 km dok je srednja vrednost uspona 4,7%, što ovaj uspon karakteriše kao specijalni. Horizontalan tok trase karakterišu 11 krivina, R min =250m. i zakrivljenost u S krivini od 200 /km. Pojedini međupravci horizontalnih krivina su kritičnih dužina. Zone dozvoljenog preticanja po smeru iznose 35%. Nekategorisani putevi do parcela, lenije, se preko priključaka povezuju na M-22.1 i ne utiču na nivo usluge. Lenije neuočljivošću utiču na bezbednost saobaćaja. Širina saobraćajne trake(3,25 m.), bankine(do 1 m.) kao i stanje kolovoza (SK=3 na 75% ; IRI=9) iako smanjenih vrednosti, nemaju dominantan uticaj na merodavno vozilo(mv), dominantnost je ostvarena uzdužnim nagibom [2] pri čemu je brzina V mv = 42 km/h. Usled karakteristika terena i strukture toka, na usponu Banstol formiraju se kolone vozila, prikazano na Slici 4. dužini od 2 km. nalazi se vikend naseljeno mesto nazvano po pređašnjem usponu, Banstol. Na Banstolu koje nema status naselja ali tu strukturu ima poslednjih godina sve je više trajno naseljenih lica, oko 500 meštana. Nakon ovog naseljenog mesta denica Gladnoš prostire se na ravničarsko-brežuljkastom terenu na 3,5 km dužine. Posle rehabilitacije kolovoza 2011god., deonica ima optimalne karakteristike poprečnog profila i odlično stanje kolovoza. Prosečni uzdužni nagib je 1,5% a najveći nagib je 2,2% na dužini od 1 km. Horizontalan tok trase ima približno idealne karakteristike, dozvoljeno preticanje po smeru je ostvareno na 82%. Lokalni put za naselje Gladnoš koje ima oko 200 stanovnika u pretežno staračkim domaćinstvima ne utiče na tokove na putu M Benzinska stanica NAP-a koja se nalazi na ovoj deonici, u čijoj je okolini ABS brojač koji ne meri lokalne tokove, nema značajan broj korisnika. Na osnovu elemenata geometrije puta i stanja kolovoza na ovoj deonici, prikazano na Slici 5, moguće je kretanja većim brzinama od zakonom propisane za ovaj rang puta koja iznosi 80 km/h. Slika 5. Deonica Gladnoš Deonica Sedlo je konkavna vertikalna krivina na kojoj su elementi poprečnog profila i stanja kolovoza isti kao na deonici Gladnoš. Karakteristični su uspon i pad od 5% na dužini od 600 m. Preticajna preglednost ostvarena na 55%, dobri elementi horizontalne trase puta. Priključci lenija utiču na bezbednost saobraćaja. Slobodne brzine putničkih automobila su u rangu kategorije puta. Ova deonica ne utiče na nivo usluge predmetne deonice kao što to čini uspon Banstol. 4. PRIMENJENE METODOLOGIJE PRORAČUNA Slika 4. Kolona vozila na usponu Banstol Na početku deonice Gladnoš, nakon raskrsnice sa lokalnim putem za Čortanovce sa obe strane M-22.1 u U proračunu kapaciteta i nivoa usluge predmetne deonice, korišćene su uobičajene metode u inžinjerskoj praksi, primena Highway Capacity Manual(HCM) 85; 94; 2000; i najsavremenija HCM Specifični uzdužni nagibi(i) definisani su u svim metodologijama kao oni nagibi gde je i 3% i dužina nagiba l 800 m. Ranija metodolgija HCM 85 obradjena je u literaturi [3] a HCM 94 u literaturi [2]. Savremene metodologije HCM 2000 i HCM 2010 određuju srednju brzinu putovanja(ats) i procenat vremena vožnje u koloni(ptsf) na osnovu kojih se definiše nivo usluge pri određnim uslovima puta i saobraćajnih tokova. Metodologija HCM 2010 analizira nivo usluge deonice dvotračnih puteva za dvosmerni 1678

187 saobraćaj po smerovina(d) na svim tipovima terena prema sledećim obrascima : АТS d = FFS d 0,00776 * ( v d + v o ) f npats (1) vdptsf PTSF d = BPTSF d + f np PTSF * (2) v dpts + v optsf gde je FFS brzina slobodnog toka; f np(ats ili PTSF) faktor uticaja distribucije tokova po smeru i zone preticanja; v d, v o vršni časovni protok po smerovima ekvivalentan putničkim automobilima; BPTSF bazni procenat kolone 5. PRORAČUN NIVOA USLUGE Primenom HCM metoda, proračunato je sadašnje stanje nivoa usluge predmetne deonice sa prikazom u Tabeli 3. ПГДС 5750 voz/h HCM 85 (1) HCM 94 (2) HCM 2000 (3) HCM 2010 (4) Tabela 3. Nivo usluge na predmetnoj denici paramt Banstol uspon Gladnoš Sedlo uspon q / C 0,21 (B) 0,14 (A) 0,14 (A) Ve km/h Vsl km/h C (x 10) N.U. 65 (D) D 84 (B) B 78 (C) C q NU(i) 770 (C) 612 (B) 570 (B) q / C 0,36 (C) 0,18 (B) 0,19 (B) C (x 10) N.U. C B B ATS km/h PTSF % C (x 10) 56 (E) 78 (D) 170/320 78,5 (C) 49,2 (B) (C) 71 (D) 170/320 N.U. E(D * ) C(B) D ATS km/h 53 E 77 C 69 D PTSF % 63 C 55 C I, B II 54 C I,B II C (x 10) 93/ / /166 N.U. E(C * ) C(B) D(B) Na osnovu proračuna, identifikovana je jedna poddeonica sa najnižim nivoom usluge(n.u.) u okviru svih metodologija, to je Banstol uspon. Tabela 4.Nivo usluge u odnosu na prognoziran saobraćaj poboljšanje puta + regulativa Banstol ПГДС C (x 10) q/c 0,28 (C) 0,42 (D) 0,26 (C) 0,39 (C) Ve km/h HCM (1) 65 (D) D 62 (D) D 69 (C) C 67 (D) D C (x 10) 183 q mer 940 (D) q/c 0,51 (D) (E) 0,77 (E) (C) 0,40 (C) (D) 0,60 (D) HCM (2) D E C D ATS km/h PTSF % q/c 53 (E) 84 E1,D2 0,53 ; 0,32 45 (E) 90 (E) 0,8 ; 0,5 59 (E) 84 (D) 0,4 ; 0,3 53 (E) 89 (E) 0,58 ; 0,4 HCM (3) E(D) E E(D) E ATS km/h 51 (E) 71 (D) 0,65 ; 0,35 93 / (E) 79 (D) 0,9 ; 0,5 93 / (E) 69 D1,C2 0,5 ; 0,3 118 / (E) 77 (D) 0,64 ; 0,4 118 / 166 PTSF % q/c C (x 10) HCM (4) E(D) E(D) E(C) E(D) Iz Tabele 3, u okviru jedne poddeonice postoji razlika u nivoima usluge po metodologijama proračuna. Značajna je razlika nivoa usluge između uspona Banstol i na Gladnošu. Savremene HCM metodologije klasifikuju dvotračne puteve i posmatraju uticaj PTSF. 6. PROGNOZE SAOBRĆAJA Proračunat nivo usluge na kritičnoj deonici Banstol za prognoziran rast saobračaja u odnosu na planiran bruto društveni proizvod prikazan je u Tabeli 4. Nivo usluge je proračunat u odnosu na mere poboljšanja kolovoza koje će biti ostvarene i u odnosu na potencijalnu primenu regulativnih mera. U Tabeli 5. definisane su granične vrednosti kriterijuma za funkcionalno vrednovanje puta predmetne deonice. Tabela 5. Granične vrednsti kriterijuma za funkcionalno vrednovanje puta M-22.1 Eksploatac. nivo q / C Ve ΔV doz Gоdina usluge Prva A(B) < 0,29 > Ciljna D < 0,60 > 65 km/h Na osnovu graničnih kriterijuma i vrednosti prosečnih brzina(v e i ATS iz Tabela 4 i 5.) kao i razlici srednje brzine slobodnog toka(v sl ) i V mv, tj. ΔV doz, neophodna je rekonstrukcija puta na usponu Banstol. Troškovi goriva samo na usponu Banstol za teška teretna vozila jednaki su putarini na deonici Novi Sad Beška. 7. ZAKLJUČAK Analizom uslova odvijanja saobraćaja neophodna je rekonstrukcija na usponu Banstol. Regulativnim merama ograničenja kretanja teških vozila do izgradnje treće trake poboljšavaju se uslovi kretanja na usponu. Potrebno je praćenje tokova prenosnim brojačima na usponu i neophodna je kontrola brzine na deonici Gladnoš. 8. LITERATURA [1] Prof.dr Ljubiša Kuzović, doc.dr Vuk Bogdanović: Teorija saobraćajnog toka, FTN Novi Sad, 2010 [2] Prof.dr Ljubiša Kuzović: Kapacitet i nivo usluge drumskih saobraćajnica, Beograd 2000 [3] Dr Ljubiša Kuzović, Dr Dražen Topolnik: Kapacitet drumskih saobraćajnica, Gradjevinska knjiga Beograd Kratka biografija: Vladan Mišić rođen je u Zaječaru 1979 god. Diplomski-master rad na Fakultetu tehničkih nauka Departmanu za Saobraćaj, iz oblasti Kapaciteta drumskih saobraćajnica i regulisanja saobraćaja, odbranio je godine. 1679

188 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: SAVREMENE TEHNOLОGIJE KAO PODRŠKA U PRAĆENJU I UNAPREĐENJU KVALITETA PRENOSA POŠTANSKIH POŠILJAKA MODERN TECHNOLOGIES AS TO SUPPORT IN TRACKING AND IMPROVING THE QUALITY OF TRANSMISSION OF POSTAL ITEMS Vedran Škrbić, Momčilo Kujačić, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Oblast SAOBRAĆAJ Kratak sadržaj Predmet ovog rada je opis načina za označavanje i sistema za praćenje poštanskih entiteta u cilju unapređenja kvaliteta poštanskih usluga. Anali zirane su različite tehnologije koje se koriste za označavanje i praćenje poštanskih pošiljaka od kojih su neka još odavno u upotrebi, neka se trenutno uvode a analizirane su i savremene tehnologije i mogućnosti njihove integracije koje će biti u upotrebi u skorijoj budućnosti. Za sve ove tehnologije dat je komparativni pregled, kao i predlozi njihove implementacije. Abstract The paper is a description of the marking and tracking system of postal entities to improve the quality of postal services. Here are analyzed the different technologies used for identifcation and tracking postal items, which of them are long in use, some are currently in process to be used as well as analyzed the modern technologies and possibilities of integrate them, which will be in use in the near future. For all of these technologies provides a comparative review, and proposals for their implementation. Ključne reči: Postal item, Bar Code, RFID, GPS, automation, identification, tracking, terminal 1. UVOD Pošta je u dugom periodu imala monopol i bila jedina organizovana služba za prenos poruka. Danas je pošta suočena sa konkurencijom privatnih prenosilaca sa jedne a sa druge strane razvoj modernih sredstava prenosa (računari, telefaks, teleštampači, internet mreže i dr.) smanjuje potrebe stanovništva za klasičnim poštanskim uslugama [1]. Poštanske službe su prinuđene da uz osnovne delatnosti koje čine fizički prenos pošiljaka prošire ponudu usluga kao i da konstantno unapređuju tehnologiju rada. Jasno je, da je cilj poštanskih uprava širom sveta što brži i kvalitetniji prenos poštanskih pošiljaka kao i zadovoljni korisnici poštanskih usluga na drugoj strani. Cilj ovog rada jeste da se prikaže važnost inovacija i mogućnosti unapređenja postojećih sistema za označavanje i praćenje poštanskih entiteta kao ključnog segmenta automatizacije u poštanskom saobraćaju, i u tom smislu, NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je био prof. dr Momčilo Kujačić. davanje jasnog pregleda trenutne situacije i potencijala daljeg razvoja Pošte Srbije u navedenoj oblasti. 2. POŠTA SRBIJE Pošta Srbije, kao najstariji javni operater na poštanskom i telekomunikacionom tržištu, danas je moderan i uspešan infrastrukturni i logistički sistem, u čijoj su funkciji za obavljanje poštanske delatnosti angažovani sledeći kapaciteti: pošta, od kojih je većina u jedinstvenoj računarskoj mreži - PostNet-u, što znači da se u njima obavljaju on-line transakcije, šaltera - od toga šaltera su automatizovana, 3 glavna poštanska centra, 17 poštanskih centara, 1 izmenična pošta i 3 pošte carinjenja, 207 ugovorne pošte, dostavna reona, poštanska sandučića, vozila, 12 Post šopova i 83 Biznis šaltera. Usluge koje Pošta Srbije pruža preme katalogu preduzeća za godinu mogu se podeliti na: poštanske, finansijske, logističke, elektronske, marketinške i usluge prodaje proizvoda. 3. POŠTANSKA MREŽA Poštanska mreža u državi Srbiji mora biti organizovana na takav način da se njom obuhvati svako naseljeno mesto u državi. Poštansku mrežu sačinjavaju: Jedinice poštanske mreže (i organizacione delovi tih jedinica) Jedinice za pružanje poštanskih usluga Jedinice za preradu poštanskih pošiljaka Sredstva poštanske mreže Proizvodni ciklus je vreme trajanja proizvodnog procesa, koji obuhvata sve međusobno povezane zavisne faze, počev od prijema pošiljke pa sve do njenog uručenja. Postoji pet faza u proizvodnom ciklusu (tehnološkom procesu premeštanja poštanskih pošiljaka): 1. prijem 2. otprema 3. transport 4. prispeće 5. uručenje 1680

189 Zadatak poštanskog saobraćaja je organizovan i stalni prenos poštanskih pošiljaka, tj njihovo prostorno premeštanje u unutrašnjem i međunarodnom saobraćaju. 4. SAVREMENE TEHNOLOGIJE U FUNKCIJI UNAPREĐENJA KVALITETA PRENOSA POŠTA- NSKIH POŠILJAKA Kontinualan porast broja pošiljaka u okvirima poštanskog saobraćaja uslovio je upotrebu automatizacije tehnoloških procesa. Kako bi postojeća mehanizacija realizovala svoj zadatak, nužno je da poštanske pošiljke osim standardne adrese sadrže i dodatne podatke. Najjednostavnija forma koja omogućava ostvarivanje ovog cilja je poštanski broj. Za ostvarivanje pomenutih ciljeva u upotrebi su i poštanski kod (prevedeni poštanski broj u simbole), kao i rešenje bazirano na adresnom kodu. U cilju jednoznačnog definisanja adrese svakog fizičkog ili pravnog lica na celoj teritoriji Republike Srbije započet je projekat uvođenja tzv. adresnog koda koji bi kako je planirano trebao da potpuno zameni poštanski broj. praćenjem i kontrolom pošiljaka u prenosu tako i poštanske administracije, zasniva se na korišćenju jednodimenzionalnog bar koda [3]. Nakon višedecenijske uspešne primene bar koda, pojavila se potreba za naprednijom tehnologijom identifikovanja proizvoda. Odgovor je pronađen u radio frekventnoj identifikaciji (RFID), koja je ponudila viši tehnološki nivo automatske identifikacije i praćenja većeg broja podataka za svaki pojedinačni proizvod. RFID (Radio Frequency IDentification) predstavlja sistem za automatsko prikupljanje podataka koji omogućava prihvatanje i prenos podataka u okviru proizvodnih i poslovnih procesa, bežičnim putem, koristeći radio talase. Slika 1. Translacija adrese u adresni kod Identifikacija poštanskih pošiljaka u prenosu je veoma važna u poštanskom saobraćaju. Najveći broj sistema za identifikaciju poštanskih pošiljaka oslanja se na primenu bar-koda. Slika 2. Barkod na poštanskim pošiljkama Jednodimenzionalni kod ima veoma široku primenu u praksi, dok su neki njegovi modaliteti standardi koji se podarzumevaju u pojedinim oblastima primene. Dvodimenzionalni bar kodovi predstavljaju relativno noviju klasu bar kodova koji mogu da sadrže čak i do nekoliko hiljada karaktera [2]. U poštanskoj delatnosti jednodimenzionalni kodovi se upotrebljavaju jedino za ispis ulaznih (prijemnih) identifikacionih oznaka za pojedinačne knjižene pošiljke i vreće, dok 2D barkod se može upotrebljavati za barkodiranje i ostalih podataka koji se odnose na pojedinačne pošiljke ili vreće, kao npr: dokaz o plaćenoj poštarini, poštanski broj odredišne pošte adresa pošiljaoca i primaoca način rukovanja upustva u vezi s rutom pošiljke i sl. Sistem za praćenje i kontrolu prenosa pošiljaka Track&Trace, koji se koristi i u Pošti Srbije a koji je projektovan da zadovolji potrebe kako korisnika za 1681 Slika 3. RFID sistem i transponder Moguće primene u poštanskom saobraćaju su brojne: označavanja i praćenja poštanskih poštanskih, kontrola sakupljanja poštanskih pošiljaka iz poštanskih sandučića, označavanje poštanskih zaključaka, označavanje konte jnera, prenos novca, praćenje vozila, evidencija radnog vremena, kontrola pristupa osoblja u prostorijama pošte, kontrola pristupa vozila parking prostoru pošte, vođenje evidencije o inventaru. Globalni pozicioni sistem (engl. Global Positioning System - GPS) je trenutno jedini poptuno funkcionalan globalni satelitski navigacioni sistem, koji se sastoji od 24 satelita raspoređenih u orbiti Zemlje, koji šalju radio signal na površinu iste. GPS prijemnici na osnovu ovih radio signala mogu da odrede svoju tačnu poziciju u vidu nadmorske visine, geografske širine i geografsku dužine na bilo kom mestu na planeti danju i noću, pri svim vremenskim uslovima. Slika 4. Izgled i raspored GPS satelita GPS tehnologija je našla primenu u Pošti Srbije kod sistema za automatsko praćenje vozila koji predstavlja sofisticirani modularni sistem koji koristi GPS i različite vidove radio komunikacione sisteme za prenos podataka. GPS jedinica, koja je ugrađena u svako vozilo prima signale iz satelita, precizno određuje lokaciju vozila i preko komunikacione mreže dostavlja podatke u centar za automatsko praćenje vozila koji na zahtev različitih poštanskih jedinica šalje određene podatke. JP PTT saobraćaja "Srbije" je implementiralo IT projekte koji su visokosofisticirani i prilagođeni potrebama javnog poštanskog operatora, i koji u najmanju ruku predstavljaju efikasnu podršku u sistemu za praćenje pošiljaka.

190 5. KVALITET POŠTANSKOG SAOBRAĆAJA Kvalitet danas predstavlja nužni instrument poštanskih uprava a akcenat se stavlja na zadovoljenje potreba korisnika. Kvalitet pružanja poštanskih usluga na prvom mestu ogleda se kroz brzinu i pouzdanost prenosa, kao i na bezbednost pošiljaka. Posmatrajući rezultate na godišnjem nivou, u odnosu na zadate standarde (ciljeve) kvaliteta po rokovima prenosa, primećuje se da su u unutrašnjem poštanskom saobraćaju ostvareni rezultati premašili zadate ciljeve, dok je u međunarodnom bolji kvalitet prenosa u godini u odnosu na godinu, ali da još uvek nije postignut definisani standard. Slika 5. Komparacija ostvarenih rezultata i ciljeva Takođe se može konstatovati da je došlo do smanjenja stepena bezbednosti poštanskih pošiljaka u unutrašnjem poštanskom saobraćaju, zbog velikog broja izgubljenih preporučenih pošiljaka, ali i do povećanja stepena bezbednosti poštanskih pošiljaka u međunarodnom poštanskom saobraćaju. 6. ISKUSTVA STRANIH POŠTANSKIH OPERA TERA U OBLASTI PRIMENE SAVREMENIH TEHNOLOGIJA U PRAĆENJU POŠTANSKIH POŠILJAKA Što se tiče konkretne oblasti primene RFID tehnologije ona se razlikuje od slučaja do slučaja. Prave rezultate RFID tehnologija daje tek kada se kompletan pristup i koncept poslovanja redefiniše i prilagodi potpuno novim mogućnostima. DHL - Kompanija je godine u SAD započela testove koji bi u krajnjem rezultatu trebalo da obezbede da do godine sve pošiljke koje DHL isporučuje na teritoriji SAD (oko 1 milijarda godišnje) budu označene sa RFID etiketom. TNT - Nakon uspešne inicijalne faze TNT je prešao na drugu fazu projekta gde će instalirati RFID opremu u svoje ključne transportne tačke od Kine do Evrope, čime će postaviti prvu RFID transportnu liniju na svetu. Australijska pošta - je, sa druge strane, izabrala da pre široke implementacije, najpre prati specijalne koverte sa RFID transponderima dok prolaze kroz unutrašnju poštansku mrežu. Prvi korak je da se razmesti 400 RFID čitača širom zemlje u sortirnim i distributivnim centrima. Od neuspelih projekata izdvajaju se pokušaji UPS-a (United Parcel Service) i FedEx-a. UPS se koncentrisao na primenu RFID tehnologije u oblasti automatizacije sortiranja paketa, ali je loša RFID oprema uzrokovala brzo odustajanje. Iako svi procenjuju da će RFID tehnologija predstavljati oslonac automatizacije procesa u poštanskom saobraćaju svaka kompanija ima sopstvenu strategiju i planove u istraživanju, oblasti i terminu početka implementacije RFID-a 7. PREDLOZI UNAPREĐENJA PROCESA PRA ĆENJA I KVALITETA PRENOSA POŠTANSKIH POŠILJAKA U POŠTI SRBIJE Tehnološki procesi u poštanskom saobraćaju nisu značajnije menjani nekoliko decenija. Ključne aktivnosti reinžinjeringa treba da se ogledaju u automatizaciji sortirnih procesa, primenom najsavremenijih informa cionih tehnologija, stoga se savremeni preradni kapaciteti u vidu automatizovanih preradnih centara nameću kao obavezna investicija u narednom periodu. Potrebno je izgraditi i opremiti optimalan broj preradnih centara na teritoriji Republike Srbije. Automatizacijom poslovnih procesa u sortirnim centrima, stvaraju se uslovi za racionalizaciju i automatizaciju poslovnih procesa u fazi uručenja [4]. U procesu praćenja pošiljaka bar-kod samo donekle može pomoći da se sagleda celokupna situacija, s obzirom na mali broj informacija koje se njegovom primenom mogu dobiti i na vreme neophodno za očitavanje svake bar-kod nalepnice ponaosob [5]. Iz tih razloga, poštanske uprave pribegavaju uvođenju RFID tehnologije koja je ponudila viši tehnološki nivo bezkontaktne automatske identifikacije i praćenja većeg broja podataka za pojedinačni artikal (pošiljku). Na Slici 6. mogu se videti potencijalne tačke za implementaciju RFID čitača Slika 6. Praćenjenje pošiljaka u ključnim tačkama Velika prednost ovog sistema što se podaci dobijaju u realnom vremenu i nema manualnog očitavanja identifikacione oznake za svaku pošiljku pojedinačno, već sistem automatski registruje pošiljku pri prolasku pored RFID čitača. Kod prijema poštanskih pošiljaka posredstvom poštasnkih kovčežića, RFID sistem se može postaviti na isti i pratiti redovnost pražnjenja. Primenom ovog sistema moguće je automatizovati proces praćenja sakupljanja pošiljki iz poštanskih kovčežića što doprinosi unapređenju kvaliteta poštanskih usluga. Uvođenjem GPRS terminala i njegovo korišćenje u fazi prijema i uručenja (dostave) a uz integraciju sa opisanim sistemima koji koriste sofisticirane tehnologije (Bar kod, RFID, GPS, Internet ) u fazi otpreme, transporta i prispeća, celokupna automatizacija procesa od prijema do uručenja bi se zaokružila. Informacije o preuzimanju pošiljaka bi se odmah našle u sistemu za praćenje pošiljaka i elektronskoj aplikaciji jer bi baze podataka bile povezane, a izbegle bi se određene manuelne operacije. Primenu GPRS POS terminala pre treba predvideti u pružanju Post Ekspres usluga sa mogućnosti širenja oblasti primene u fazi prijema i uručenja vrednosnih pošiljaka i paketa. 1682

191 Uvođenjem GPRS-POS terminala omogućila bi se naplata poštarina, otkupnina pošiljaka putem platnih kartica, jer navedeni uređaj može da se koristi za prihvatanje kartica za bezgotovinska plaćanja Slika 7. Izgled GPRS terminala I 8550 U vremenu koje dolazi samo integracijom savremenih tehnologija koje se međusobno dopunjuju se može postići efikasan i automatizovan procesa praćenja. 8. ZAKLJUČNA RAZMATRANJA U poštanskom saobraćaju konkurentska prednost se više ne ostvaruje kvantitetom proizvoda i usluga, već inovacijama, edukacijom zaposlenih, zadovoljavanjem potreba korisnika, alijansama, novim tehnologijama, kvalitetom, savremenim menadžmentom i marketingom. Jedno od rešenja je i proširenje domena primene postojećih tehnologija. Uzimajući u obzir trenutnu situaciju u svetu, gde vladaju pravila savremene tržišne utakmice koja nameću stroga vremenska ograničenja u smislu prenosa, ostvariti profit znači osmisliti efikasniji način mehanizacije i automatizacije poštanskih pošiljaka, povećati pouzdanost i smanjiti troškove. Kako bi se rešio problem velikog rizika gubitka pošiljki, Evropska komisija je predložila RFID tehnologiju kao moguće rešenje za upravljanje pošiljkama. Praćenje pojedinačnih pošiljaka podrazumeva masovnu primenu RFID-a, možda i za sve poslate pošiljke. Ako se uz to doda opisana integracija sa GPS sistemom u fazi transporta i GPRS terminalima u fazi prijema i uručenja dobiće se efikasan celokupan proces praćenja pošiljaka kroz sve tehnološke faze u poštanskom saobraćaju. Ono što je evidentno je da će osnovni zadatak pošte ostati kao što je i do sada bio, a to je da zadovolji pošiljaoce i primaoce koji sa velikim poverenjem predaju svoju poštu na prenos poštanskim upravama, sa očekivanjem da će sa pošiljkama pažljivo da se rukuje, uz prihvatljivu i tačno definisanu cenu. 9. LITERATURA [1] Momčilo Kujačić, Osnovi poštanskog saobraćaja, FTN izdavaštvo, Novi Sad, [2] Obrad Peković, Organizacija i automatizacija u poštanskom saobraćaju, FTN izdavaštvo, Novi Sad, [3] Dragana Ljumović, Specifični tehnološki zahtevi za opremu za automatizovano sortiranje poštanskih pošiljaka JP PPT Saobraćaja Srbija, Beograd, 2008 [4] Zoran Marković, Automatizovani preradni centri uslov za sveobuhvatni reinžinjering poslovnih procesa u pismonosnim uslugama, Zbornik radova, Dvadest sedmi simpozijum o novim tehnologijama u poštanskom i telekomunikacionom saobraćaju, Postel 2009, Beograd, [5] Bojan Stanivuković, Aleksandar Čupić, Nove perspektive primene postojećih sistema automatizacije prerade poštanskih pošiljaka, PostTel 2008, Beograd, Kratka biografija: Vedran Škrbić rođen je u Inđiji god. Diplomski - master rad odbranio je godine na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Saobraćaja Poštanski saobraćaj i telekomunikacije. 1683

192 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad АНАЛИЗА РАДА И ПОСЛОВАЊА ПРЕДУЗЕЋА Д.П. ЖИТ БЕОГРАД UDK: MEASURES FOR IMPROVINGTHE QUALITUOF SERVICE IN COMPANY D.P. ZIT BELGRADE Област САОБРАЋАЈ Срђан Ивановић, Факултет техничких наука, Нови Сад Кратак садржај У овом раду извршена је анализа пословања и рада предзећа ДП ЖИТ Београд, са предлогом мера за побољшање резултата рада и квалитета транспортне услуге. Детаљно су обрађени измеритељи рада возног парка, и извршена анализа на превозном путу Београд-Јелен До-Мокра Гора- Јелен До- Београд. Израчунати су укупни трошкови за камионе марке МАН, МЕРЦЕДЕС и ВОЛВО, где је извршено и упоређивање добијених резултата. и у домену безбедности, еколошких захтева, економије превоза и комфора. На наредној слици је приказана подела друмског транспорта. Abstract The business analysis of the company DP ZIT Belgrade with the suggestion of measures for improving the business and the quality of transportation are presented in this project. The work of all the vehicles has been covered in detail. The transport route Belgrade- Jelen Do-Mokra Gora-Jelen Do-Belgrade has been analysed. Total costs for the lorries MAN, Mercedes and Volvo have been calculated and the results have been compared. Ključne reči: Предузеће, ДП ЖИТ Београд, транспорт, возни парк, анализа, транспортни пут, Београд, Јелен до, Мокра гора, укупни трошкови, камиони марке МАН, МЕРЦЕДЕС и ВОЛВО. 1. УВОД У периоду од месец дана, у години, извршена је објективна анализа досадашњег пословања и рада предузећа ДП ЖИТ Београд са приказом организационе структуре истог, структуре запосле них, структуре возног парка, као и приказ анализе на пређеном путу БЕОГРАД- ЈЕЛЕН ДО-МОКРА ГОРА- ЈЕЛЕН ДО-БЕОГРАД, са приказом свих измеритеља. Циљ израде овог рада је, да се кроз анализу тренутног стања, уоче недостаци у пословању предузећа, и предложе мере за превазилажење тих проблема. Слика 1. Подела друмског транспорта 3. РАЗВОЈ И ДЕЛАТНОСТ ПРЕДУЗЕЋА ДП ЖИТ БЕОГРАД 3.1. Историјски развој и делатност ДП ЖИТ Друштвено предузеће Железнички интегрални транспорт Београд основано је 7. децембра године од стране РО ЖТП Београд, правног претходника ЈП Железничке Србије године, ДП ЖИТ се припаја друштвено предузеће за транспорт и монтажу Транспорт Монтажа. ДП ЖИТ Београд организује контејнерски превоз и претовар контејнера са и на железнчке композиције, складишти робу и врши камионску доставу робе. ДП ЖИТ највише транспортује суви расути терет, што се може видети на следећем графику. 2. ПОЈАМ И ЗНАЧАЈ ТРАНСПОРТА Савремени услови живота, развој привреде и друштва и повећана размена добара, условљавају потребу за развојем свих видова транспорта, па и друмског. У оквиру транспорта сваке земље, удео друмског транспорта у последњих 10 година износи између 75%- 98%, и бележи интензиван пораст. Пораст се нарочито огледа у повећању капацитета, техничких карактеристика и могућности, а исто тако График 1. Обим извршеног транспорта ДП ЖИТ НАПОМЕНА: Овај рад је проистекао из мастер рада чији је Од опреме, ДП ЖИТ поседује контејнерски кран, ментор био проф. др Павле Гладовић. носивости 40 тона. 13 камиона марке МАН, 4 камиона 1684

193 марке РАБА, 3 камиона марке МЕРЦЕДЕС, и по један камион марке ЗАСТАВА и ВОЛВО. Просек старости возила, возног парка, је 12.5 година Организациона структура запослених ДП ЖИТ има организациону структуру линијског модела, и она је приказана на следећој слици. потребама целокупног предузећа. У друмском саобраћају, и за путнички и за робни транспорт, уведен је систем измеритеља и коефицијента којима је омогућено оцењивање степена коришићења возила и возних паркова у целини, као и вредновање остварених резултата рада. Анализа рада возила је извршена преко техничкоексплатационих показатеља и измеритеља рада возила. Док су податци добијени директним увидом у путне налоге и тахографе, и представљени су табеларно, табела бр. 2 и табела бр. 3 Табела 2. Анализа рада возног парка за Слика 2. Структура предузећа У предузећу је запослено 214 радника, од којих 34 % ради у транспортном сектору. Структура радника по степену стручне спреме дата је у табели бр. 1. и на графику бр. 2. Табела бр. 1. Квалификациона структура запослених Редни број Квалификациона структура Број запослених запослених 1 ВСС 9 2 ВШС 11 3 ВКВ 4 4 ССС 54 5 КВ 66 6 ПКВ 2 7 НКВ 68 Укупно: 214 Р.Бр. Назив и тип Носивост ADi ADs ADr ADg ADn возила 1. MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MЕРЦЕДЕС РАБА РАБА РАБА РАБА ЗАСТАВA Укупно Табела 3. Анализа рада возног парка за График бр. 2. Квалификациона структура запослених Сам положај Републике Србије, и чињенице да се паневропски коридори 7 и 10 укрштају у Београду, где је ДП ЖИТ и лоцирано, чини поменуто предузеће добро позиционираним за раст обима посла, и развоја у оквиру интермодалног транспорта, у будућем периоду. 4. АНАЛИЗА РАДА ВОЗНОГ ПАРКА Упознавањем са потребним измеритељима експлоатације, биће омогућено да се цео процес производње транспортних услуга, оптимизира према Р.Бр. Назив и тип Носивост ADi ADs ADr ADg ADn возила 1. MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MЕРЦЕДЕС РАБА РАБА РАБА РАБА ЗАСТАВA Укупно ADi ауто-дани инвентарски; ADs ауто-дани спосо бних возила; Adn - ауто-дани неспособних возила; ADr- ауто-дани на раду; ADg-ауто-дани у гаражи;

194 Р.Бр. Табела 4. Анализа рада возног парка за Назив и тип возила Носивост ADi ADs ADr ADg ADn 1. MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MAН MЕРЦЕДЕС МЕРЦЕДЕС ВОЛВО Укупно AНАЛИЗА ПРЕЂЕНОГ ПУТА ТЕРЕТНОГ ВОЗИЛА МАРКЕ МАН ТГА У ТОКУ ЈЕДНОГ ОБРТА ` Посматраће се један најчешћи тип превозног пута у ДП ЖИТ Београд, БЕОГРАД- ЈЕЛЕН ДО-МОКРА ГОРА-ЈЕЛЕН ДО-БЕОГРАД, чији је превозни пут приказан на слици бр. 2. Слика 2. Посматрани превозни пут Резултати рада возила МАН, су приказани у следећој табели. Табела 5. Преглед резултата рада возила МАН Редни Показатељи симбол вредност број 1. Инвентарски број возила Ai 1 2. Укупна носивост возила (t) Ai*Qi Инвентарски ауто-дани Di 2 4. Ауто-дани способнох возила Ds 2 5. Ауто-дани на раду Dr 2 6. Време трајања обрта (h) To Ауто-часови рада возила(h) AHr Ауто-часови вожње возила(h) AHw Коефицијент искоришћења времена у току 24 часа ρ Коефицијент искоришћења радног времена δ Средња саобраћајна брзина (km/h) Vs Пређени километри возила (km) AK Средња експлоатациона брзина (km/h) Ve Пређени километри са теретом (km) AKt Коефицијент искоришћења пређеног пута β Коефицијент нултог пређеног пута ω Број вожњи са теретом Azλ Могући обим превоза (t) Q max Остварени обим превоза (t) Q Коефицијент статичког искоришћења корисне γ носивости возила 21. Могући транспортни рад (tkm) U max Остварени транспортни рад (tkm) U Коефицијент динамичког искоришћења корисне ε носивости возила 24. Средња дужина једне вожње са теретом (km) Kstλ Средње растојање превоза 1 тоне терета (km) Kst Средња дневна километража (km) Ksd Средње време трајања дангубе у току вожње са теретом (s) tdλ Пуна производност (tkm/hi) Wu Пуна производност (t/hi) Wq Радна производност (tkm/hr) W u Радна производност (t/hr) W q 3.70 Из табеле бр.5. смо добили наредни график бр. 3. График 3. Одређивање прага трошкова за возило Ман Са графика бр.3 је добијено, да камиони Ман, почињу да стварају добит од пређеног километра. Ипак, као најисплатљивије возило, које поседује ДП ЖИТ Београд, је камион марке Волво, табела 6. Табела 6. Трошкови по км, свих типова камиона Редни број Марка и тип возила Укупни трошкови по пређеном километру (еур/км) 1 Мерцедес 1,07 2 Ман 1,05 3 Волво 1,01 6. ИНФОРМАЦИОНИ СИСТЕМ Информациони систем, се дефинише као систем, који користи Hardware ресурсе, Software и људске ресурсе, ради уноса, обраде, излаза, меморисања и контроле, чиме трансформише ресурсе у информационе производе. Пословни информациони систем, чине следећи информациони подсистеми: - менаџмент информациони систем, - рачуноводствени информациони систем, - маркетинг информациони систем, - кадровски информациони систем. Куповином нових Hardware-a и Software-a, и њиховим повезивањем са постојећим информационим систе мом, допринело би се бољој комуникацији између транспортне службе и осталих служби, чиме би дошло до рационализације пословања, на нивоу целог предузећа ЖИТ Београд. 7. ГЛОБАЛНИ ПОЗИЦИОНИ СИСТЕМ (GPS) GPS представља систем за одређивање позиције обје кта у реалном времену.сваки уређај за навођење мора да поседује GIS. Подаци које треба GIS да садржи су: 1. Дигитална мапа 2. Мрежа саобраћајница

195 3. Локација клијента Употребом GPS-а, може се боље организовати превозни пут, са мање празних километара, што следећа слика и показује. Слика 3. Кориговани превозни пут 8. SWOT -АНАЛИЗА Предност ДП ЖИТ Београд, огледа се у повезаности организације превоза и претовара контејнера са и на железничке компзиције, по чему је јединствено у Србији. Предузеће поседује и кран, носивости 40 тона, складишни простор на Железничкој станици у Београду, као и сопствене камионе за превоз робе. Дугогодишње искуство, висока финансијска ликвидност и солвентност предузећа, такође су предности ДП ЖИТ Београд. Недостаци ДП ЖИТ се огледају у слабој унутра шњој контроли, лошем вођењу вредности измеритеља експлоатације и рада возног парка. Неадекватан стручни кадар, уз мали број високообразованих људи, као и велики проценат запослених између година, такође представља недостатке ДП ЖИТ. 9.МЕРЕ ЗА УНАПРЕЂЕЊЕ РАДА И ПОСЛОВАЊА ДП ЖИТ БЕОГРАД Предлог мера за унапређење пословања: 1. Боља координација сектора 2. Израда стратегије развоја предузећа ЖИТ 3. Обнова возног парка 4. Дисциплинске мере и награђивање возача 5. Увођење новијег и савременијег информаци оног система 10. ЗАКЉУЧНО РАЗМАТРАЊЕ Затечено стање у транспортној служби ДП ЖИТ Београд је релативно повољно, првенствено се мисли на структуру возног парка. Како би се обезбедио превоз терета и у повратним вожњама, неопходно је организовати посебну маркетинг службу у оквиру предузећа. Овим потезом се смањују празни и нулти пређени километри, а истовремено повећава приход возила по пређеном километру. Неопходно је имплементирати процесе управљања квалитетом, ради подизања квалитета према потенци јалним корисницима услуга ДП ЖИТ Београд. Постоји мањи број недостатака у пословању маркетиншке, транспортне и организационе службе, које је руководство, у сарадњи са запосленима, вољно да реши, како би се прилагодили новонасталој ситуацији, а истовремено квалитет услуге дигли на виши ниво. 11. ЛИТЕРАТУРА [1] Др Павле Гладовић, Технологија друмског саобраћаја, Универзитет у Новом Саду, Факултет техничких наука, година. [2] Др Павле Гладовић Организација друмског саобраћаја, Универзитет у Новом Саду, Факултет техничких наука, година, [3] Др Павле Гладовић Збирка решених задатака из технологије друмског саобраћаја, Универзитет у Новом Саду, Факултет техничкох наука, година, [4] Документација ДП ЖИТ из Београда, [5] Дипломски радови: [6] Интернет сајтови: [7] Филип Милошевић - дипломски мастер рад- Предмет: технологија друмског саобраћаја. Тема рада: Мере за повећање ефикасности рада возног парка предузећа Lagermax Elitte doo из Крагујевца, Факултет техничких наука Нови Сад [8] Зорица Јаћовић- дипломски мастер рад-предмет: технологија и организација друмског саобраћаја. Тема рада: Анализа и оцена рада транспортне службе фабрике штедњака Милан Благојевић Смедерево са предлогом мера за унапређење организације управљања ауто транспортном делатношћу у оквиру предузећа. Факултет техничких наука Нови Сад [9] Владимир Поповић- дипломски- мастер рад- Предмет технологија друмског саобраћаја. Тема рада: Примена савремених информационих технологија у процесу праћења и управљања транспорта робе и путника, Факултет техничких наука Нови Сад Кратка биографија: Срђан Ивановић рођен је у Зрењанину године. Дипломски мастер рад на Факултету техничких наука из области Саобраћај Саобраћај и Транспорт одбранио је у јуну године. Проф. др Павле Гладовић рођен је у Београду год. Дипломирао је на Саобраћајном факултету у Београду, на одсеку за друмски и градски саобраћај и транспорт. Докторирао године је на саобраћајном факултету у Београду. Од године је запослен на Факултету техничких наука у Новом Саду. 1687

196 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: UPOTREBA INTERNETA U PRODAJI ROBE, POŠTANSKIH VREDNOSNICA I POŠTANSKIH MARAKA INTERNET USE IN SALE OF GOODS, POSTAL KINDS OF VALUE AND POSTAGE STAMPS Oblast SAOBRAĆAJ Đoko Simić, Momčilo Kujačić, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Kratak sadržaj Predmet ovog rada predstavlja istraživanje u oblasti Interneta i upotrebe Interneta u prodaji proizvoda,osnovnih karakteristika takvog načina prodaje, razvojem usluge Internet prodaje u poštanskom saobraćaju kao i analizu mogućnosti za uključivanje Pošte u razvoj novog modela prodaje proizvoda preko Internet mreže u Srbiji. Projekat će se posebno bazirati na trenutno stanje na tržištu usluga Internet prodaje na teritoriji Srbije, značaju Interneta u poslovanju iz perspektive Pošte kao i budućoj ulozi Pošte Srbije u oblasti elektronske prodaje. Abstract This paper sets out the research in the field of Internet and Internet use in selling products, the main characteristics of this way of sales, Internet sales development services to the postal service and analysis capabilities to include post office in the development of a new model of selling products over the Internet network in Serbia. The project will be particularly focused on the current state of the market of Internet sales in the territory of Serbia, the importance of Internet in business from the perspective of the Post and the future role of the Post of Serbia in the field of electronic sales. Ključne reči: Internet, Internet prodaja,web sajt 2. USLUGE PRODAJE ROBE POŠTANSKIH VREDNOSNICA I POŠTANSKIH MARAKA U POŠTAMA Obavljanje poštanskih usluga podrazumeva delatnost pošte koja čini prenos različitih vrsta poštanskih pošiljaka od pošiljaoca do primaoca. Pod poštanskom pošiljkom podrazumeva se sve ono što pošta pod određenim uslovima primila od pošiljaoca, s tima da to prenese i uruči primaocu. Šire posmatrano pod uslugom se podrazumeva sve ono što možemo ponuditi tržištu a što bi moglo da zadovolji neke potrebe korisnika. Pod poštanskim uslugama podrazumevaju se sve usluge koje se vrše u poštama, a među poštanske usluge spada i prodaja različitih vrsta proizvoda, poštanskih vrednosnica i poštanskih maraka. 3. TRENUTNO STANJE U OBLASTI PRODAJE ROBE, POŠTANSKIH VREDNOSNICA I POŠTANSKIH MARAKA U POŠTI SRBIJE U Pošti Srbije postoji više načina da se vrši prodaja roba, poštanske vrednosnice i poštanske marke. Neki od načina su: Post Shop- prodavnica u pošti Prodaja proizvoda kroz usluge kao što su: o Personalizovana poštanska marka o MMS razglednica 1. UVOD Informacione i komunikacione tehnologije (ICT) su za relativno kratko vreme postale važan element u sistemu trgovine, istovremeno ga pozamašno transformišući.ovoj transformaciji posebno je pridoneo razvoj Internet. Nove tehnologije su donele brojne prednosti u smislu unapređenja kvaliteta poslovanja kao i kvaliteta postojećih usluga. Takođe, pojavila su se i nova tržišta zaslugom ekspanzije Interneta, a pre svega tržište e-commerce-a ili Internet trgovine koje je od velikog značaja za poštanske organizacije širom sveta. Naime, na ovom tržištu pošte mogu da se osećaju kao kod kuće, pošto su nešto slično radile prethodnih godina u vidu prodaje putem kataloga. Promenio se samo komunikacioni medijum, pa se roba naručuje preko Interneta, a velika dostupnost ovog sistema prodaje čini kupovinu nikad lakšu i raznosvrsniju. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr. Momčilo Kujačić, vanr. prof Post Shop Koncep prodaje proizvoda Post Shop predstavlja mrežu prodavnica koja svojim prepoznatljivim imidžom čine osnovu maloprodaje u Pošti Srbije. U okviru mreže poslovnica (jedinica poštanske mreže) Pošte Srbije nalazi se 11 Post Shop šaltera specijalizovanih prodajnih mesta sa širokim asortimanom proizvoda i usluga kao što su: poštanske marke, različite tipove koverata, ambalažu, obrasce, razglednice i čestitke, kućne poštanske kovčežiće, brojeve za mobilne telefone, halo kartice, ino call kartice za povoljne međunarodne telefonske razgovore, adresare i drugi kancelarijski materijal, različite suvenire, planove gradova, dečje igračke, edukativne knjige, beletristiku i mnoge druge proizvode a tu su i usluge uplate virtuelnih vaučera i internet kupona MMS razglednica Usluga Pošte Srbije - MMS razglednica omogućava korisnicima ove usluge da fotografiju koju su zabeležili kamerom svog mobilnog telefona pošalju kao pravu, štampanu razglednicu na željenu adresu. 1688

197 Potrebno je samo da korisnik ove usluge, fotografiju snimljenu kamerom sopstvenog mobilnog telefona, pošalje zajedno sa imenom primaoca, njegovom poštanskom adresom i odgovarajućim pozdravnim tekstom u vidu MMS poruke na kratak broj. MMS poruka stiže u Centar za elektronsko poslovanje Pošte (CEPP) gde se vrši njena transformacija (štampanje) u klasičnu poštansku razglednicu koja se zatim, redovnim poštanskim tokovima, otprema na navedenu adresu primaoca Personalizovana poštanska marka(ppm) Poštanska marka je objekat koji se prvi primeti na pismu, odmah privuče pogled. Zbog toga i pošiljalac i primalac žele da marka predstavlja nezaobilazan deo tog pisma. Zbog toga je i razvijena usluga personalizovana poštanaska marka.ukoliko želite da napravite i pošaljete personalizovanu marku, to možete uraditi na sajtu Pošte Srbije popunjavanjem Obrazaca za na naručivanje PPM koji je predstavljen na slici 1. Slika 1. Obrazac za na naručivanje PPM Najmanja količina koja se može naručiti je 200 komada (8 tabaka), a cene su određene na osnovu naručene količine. Prilikom naručivanja personalizovane poštanske marke putem Interneta, korisnik treba da postavi sliku u JPG formatu do 1,5 Mb, orijentaciju slike, količinu, pismo, lične podatke ili podatke firme. 4. PRIHODI OD PRODAJE U POŠTI SRBIJE Post Shop-ve i prodaju proizvoda u Pošti, koliko treba imati radi imidža preduzeća, ipak treba voditi računa da se trgovina organizuje radi interesa i zarade. Zbog toga su sagledani prihodi koje Pošta Srbije ostvaruje od prodaje. Podaci o prodaji su dobijeni na osnovu Godišnji izveštaj o poslovanja za godinu i prikazani su u tabeli 1. Prihodi od ostalih usluga, u koje spada i prodaja, zastupljeni su sa 1,7 % u ukupnim poslovnim prihodima i ostvareni su na znatno nižem nivou od planiranih.ako se sagleda samo prihodi od prodaje u godini oni iznose 29,5 miliona dinara, sto je smanjenje od miliona dinara u odnosu na godinu. Uvođenjem novina u oblasti prodaje robe, poštanskih vrednosnica i poštanskih maraka, ostvarili bi se dodatni prihodi, i oblast prodaje u pošti bi učestvovala sa većem procentu u strukturi ukupnih prihoda Tabela 1. Prikaz prihoda od prodaje u god. 5. INTERNET I ZNAČAJ INTERNETA U POSLOVANJU Internet, u svome bukvalnom prevodu, znači mreža unutar mreže, to jest intrakonekcija između više računara koji se povezuju u male strukturne mreže, koje se dalje međusobno vezuju i stvaraju jednu veliku globalnu mrežu. Kičma Interneta su fizičke elektronske veze između velikih kompjuterskih centara širom sveta, koji su uobičajeno izgrađeni od strane vlada, telekomunikacionih kompanija i privatnih organizacija, u cilju prenosa velikog broja podataka. Manje regionalne mreže (ponekad sastavljene od grupa mnogo manjih mreža) se zovu provajderi usluga koji prodaju usluge pristupa Internetu korisnicima povezujući njihove računarske sisteme na kičmu Interneta Značaj Interneta Internet nudi mnoge prednosti: aktuelnost podataka, raznovrsnost, njihovo znatno brže i delotvornije prikupljanje, veći opseg informacija itd. Moguće su verbalna i vizualna komunikacija. Internet kao novi elektronski medij nudi velike mogućnosti pridobijanja novih kupaca i razvoj poslovnih odnosa. Pored informacija, Internet nudi potrošačima i velike mogućnosti za brzo sticanje roba i usluga u svako vreme, što predstavlja znatno olakšavanje svakodnevnog života Internet industrija Celokupna industrija vezana za Internet može se grupisati u pet grupacija: 1. Kompanije za pristup koje prodaju mrežne veze i mrežne servise. 2. Kompanije za obezbeđenje sadržaja koji je dostupan na mreži. 3. Kompanije koje prodaju robu preko mreže ili obezbeđuju ukrštanje kupaca i prodavca. Tipičan model podseća na katalošku prodaju ili

198 aukcije.pošta Srbije treba da razvije uslugu koja će biti u ovome domenu. 4. Kompanije koje prodaju softver za internu ili eksternu komunikaciju i poslovanje. 5. Kompanije koje obezbeđuju različite usluge neophodne za on line poslovanje, kao što su: konsalting, izrada i održavanje aplikacija, ili samo njihovo iznajmljivanje Istraživanje o upotrebi Interneta u Srbiji Republički zavod za statistiku Srbije je god. objavio rezultate redovnog godišnjeg istraživanja pod nazivom Upotreba informaciono-komunikacionih tehnologija u Republici Srbiji, Istraživanje je sprovedeno telefonskim putem na reprezentativnom uzorku od 2400 domaćinstava Izdvojeni rezultati istraživanja: Preko 2.4 miliona stanovnika koristi Internet u Srbiji (35,6 %) 1.9 miliona korisnika na Internetu u Srbiji svaki dan (ili skoro svaki dan) 8% stanovnika Srbije kupuje preko Interneta (6.8% naručilo robu ili usluge u poslednja tri meseca) 60.4% korisnika Interneta traži informacije o robama i uslugama preko Interneta. 6. INTERNET PRODAJA I ULOGA POŠTE U OBLASTI INTERNET PRODAJE 6.1. Internet prodaja Od početka upotrebe Interneta i razvoja World Wide Web-a u komercijalne svrhe ranih 90-tih, elektronska trgovina(internet prodaja) se dominantno zasniva na Internet tehnologiji. Kupovina preko Interneta može biti najbrži i često najjeftiniji način kupovine nekog proizvoda. Kao i u klasičnoj trgovini, i u elektronskoj-internet trgovini prisutni su elementi: proizvod, mesto, marketing, način za prijem narudžbina, način za prijem novca, isporuka, mogućnost vraćanja proizvoda, garancija i tehnička podrška. Kompletno rešenje procesa Internet prodaje podrazumeva kreiranje virtuelne potrošačke korpe i podrazumeva sledeće korake: potrošač upotrebom web browser-a pristupa online katalogu na web strani onoga ko proizvod nudi potrošač bira proizvod koji treba da kupi; onaj ko nudi proizvod daje kupcu formu porudžbine, koja sadrži podatke o cenama pojedinačnih proizvoda, ukupnoj ceni porudžbine, koja uključuje cenu isporuke, poreze i dr. (oni koji nude proizvod mogu dostaviti i podatke o kupovini izabranog proizvoda ili cene koje ima konkurencija); kupac bira sredstvo plaćanja, a to može biti digitalni novac, elektronski ček ili kreditna kartica; prodajnom sektoru kompanije kupac šalje kompletiranu porudžbinu sa informacijom o izabranom sredstvu plaćanja; kompanija zahtjeva ovlašćenje od banke kupca; kompanija kupcu šalje potvrdu o isporuci porudžbine; kompanija šalje proizvod ili pruža zahtevanu uslugu, u skladu sa porudžbinom i kompanija zahteva isplatu od strane finansijske institucije kupca Trenutna uloga Pošte Srbije u oblasti Internet prodaje Pošta Srbije, iako trenutno nema razvijen sopstveni sistem Internet prodaje, ona je ipak u velikoj meri uključena u sam proces Internet trgovine. Tome je doprinelo pre svega veliki broj internet prodavaca sa kojima Pošta ima sklopljen ugovor o dostavi proizvoda. 7. RAZVOJ NOVE USLUGE PRODAJE U POŠTI SRBIJE Pošta bi trebala da bude u mogućnosti da korisnica ponudi neke nove poslovne sadržaje, a izmeđuostalog i usluge iz oblasti Internet prodaje, kako bi se zadovoljio širok spektar korisničkih usluga. Svakako da bi Pošta Srbije mogla određene proizvode koje poseduje u svom prodajnom asortimanu ponuditi korinicima kroz prodaju preko Interneta. Danas je svako u mogućnosti da uspostavom svog sitea na WEB-u prodaje proizvode(naručivanjem robe od strane korisnika na WEB-u nakon čega sledi isporuka i različiti modaliteti plaćanja usluge), ali Poštanske Uprave takođe raspolažu razgranatom fizičkom infrastrukturom dostave koja je u stvari i osnovna komponenta za realizaciju procesa elektronskog naručivanja. Suštinski model bi trebao da ide u pravcu integrisanog Web sajta za elektronsku prodaju(kreiranje elektoronske prodavnice) koji bi ne samo nudio širok spektar proizvoda i usluga nego i modalitete naplate računa dostupne svim potencijalnim korisnicima sistema Internet kupovine. Pošta Srbije razvila bi elektoronsku prodavnicu(e-shop) na kome bi vršila prodaju svojih proizvoda iz oblasti poštanskog saobraćaja, kao što su poštanske markice, dopisnice, razne brošure i još mnogo proizvoda. Takođe nudila bi se mogućnost da mala i srednja preduzeća prodaju svoje proizvode na Internetu kroz njen e- shop,čime bi se povećala prodaja proizvoda u Pošti.Na e- shop-u Pošte Srbije mogao bi se naći skoro svaki proizvod koji se poželi: od knjiga, filmova, muzike, kućanskih predmeta, elektronike, karti za putovanja, itd. Korištenjem usluge prodaje preko Interneta, postalo bi moguće kupiti i poslati bilo koji proizvod koji se nalazi u prodajnom asortimanu Pošte Srbije, poslati razglednicu, realizovati usluge koje se pre mogle dobiti samo u prostorijama poštanskih jedinica.međutim, potrebno je raditi na razvoju web sajta(web sajt u formi elektronske prodavnice) koji bi bio nosilac prodaje proizvoda u Pošti Srbije. Koristi od implemenatacije ovakvog sistema prodaje u pošti su višesturke. Pošta ostvaruje profita na različitim poljima i to: Profitira od prodaje proizvoda Profitira od usluga novčanog poslovanja (igra ulogu u finasijskim transakcijama kod on-line poslovanja) 1690

199 Profitira od poštarine koju naplaćuje za dostavu proizvoda Profitira od provizije za prodate proizvode drugih preduzeća ( provizija bi trebala da se kreće u rasponu od 3-5 % vrednosti prodatog proizvoda) 7.1.Razvoj sajta Specifi čnosti razvoja složenijih Web sajtova, u koje bi spadao i poštin sajt za Internet prodaju, ističu pojedine aktivnosti planiranja i implementacije, tako da se razvoj Web sajta posmatra kroz sledeće glavne faze životnog cikusa(slika 3): 1. Defi nisanje i planiranje sajta 2. Projektovanje sajta (design) 3. Izrada sajta (construction) 4.Postavljanje sajta(hosting) 5.Testiranje sajta 6. Promocija sajta (marketing) 7. Praćenje, ocenjivanje i održavanje sajta Slika 2. Osnovne faze životnog ciklusa razvoja web sajta za Internet prodaju Iznos finansijskih sredstva za razvoj sajta(grafik 1) zavisi od budžeta i očekivanog tržišta, a po strukturi troškova može se podeliti na: 75% ukupnih troškova za tehnologiju (razvoj, rad i održavanje) 18% za projektovanje i razvoj sadržaja 6% ukupno raspoloživih sredstava za marketing sajta Grafik 1. Procenat troškova pojedinih elemenata u razvoju sajta 8. ZAKLJUČAK Pošta Srbije nastoji da podstakne razvoj Internet prodaje i od obezbedi različite usluge u oblasti Internet prodaje u promenljivom tržišnom okruženju. Pošta bi razvoj Internet prodaje trebala da usmeri u dva pravca: Obezbedjivanje što kvalitetnije dostave proizvoda za kompanije koje vrše on-line prodaju proizvoda(njena trenutna uloga u oblasti Internet prodaje), sa kojima Pošta Srbije ima sklopljen ugovor o dostavi kupljenih proizvoda. Razvoj novih usluga, kroz web platformu za online prodaju robe, poštanskih maraka i poštanskih vrednosnica Ukoliko bi sistem Internet prodaje zaživeo u Pošti, bilo bi potrebno konstantno raditi na njegovom razvoju, kroz ponudu novih prozvoda i usluga na web sajtu za on-line prodaju. Istovremeno, svakako da bi učešće prihoda od prodaje povećalo u stukturi ukupnih prihoda u Pošti. I na kraju, cilj svakog preduzeća, pa i Pošte je zadovoljan korisnik, a to se može postići primenom i praćenjem razvoja informacionih tehnologija u svetu. 9. LITERATURA [1] Kujačić M., Poštanski saobraćaj, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, [2] Petrović V., Elektronska trgovina u Pošti Srbijestanje i perspektive, XXVIII Simpozijum o novim tehnologijama u poštanskom i telekomunikacionom saobraćju PosTel 2010, Beograd, 14. i 15. decembar [3] Universal Postal Union, E-shopping for Everyone Everywhere A White Paper [4] Republički zavod za statistiku, Upotreba informaciono-komunikacionih tehnologija u Republici Srbiji,2011, Beograd, 13. septembar god [5] Kratka biografija: Đoko Simić rođen je u Brčkom godine. Diplomski-bachelor rad odbranio je godine na Fakultetu tehničkih nauka u Novom Sadu, na temu Model razvoja e-commerce u Pošti Srbiji. Od 2010.god. student je master studija na Fakultetu tahničkih nauka. Diplomski master rad odbranio je godine na temu Upotreba Interneta u prodaji robe, poštanskih vrednosnica i poštanskih maraka Momčilo Kujačić rođen je u Kleku godine. Vandredni profesor je na Fakultetu tehničkih nauka u Novom Sadu. Predaje Eksploataciju poštanskog saobraćaja. Na Fakultetu tehničkih nauka je od godine. Diplomirao je, magistrirao i doktorirao na Saobraćajnom fakultetu Univerziteta u Beogradu. Autor je i koautor preko 30 objavljenih naučnih radova i jedne publikacije. 1691

200 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: ВРЕДНОВАЊЕ ПРЕДЛОГА РЕШЕЊА РАСКРСНИЦЕ БРАЋЕ РИБНИКАР УЗУНОВИЋЕВА У БРЧКОМ EVALUATION OF SOLUTIONS PROPOSALS FOR BRACE RIBNIKAR- UZUNOVICEVA INTERSECTION AT BRCKO Област САОБРАЋАЈ Душко Симић, Факултет техничких наука, Нови Сад Кратак садржај - У овом раду извршена је анализа услова одвијања саобраћаја на раскрсници Узуновићева-Браће Рибникар у Брчко Дистрикту. Анализа је вршена за и годину, те је вршена упоредна анализа. Пошто је утврђено да раскрсница не функционише са задовољавајућим условима одвијања саобраћаја предложена су два решења побољшања услова одвијања саобраћаја. За предложена решења извршено је функционално вредновање за екслоатациони период од 20 година. Кључне речи: саобраћајни ток, капацитет, ниво услуге, вредновање саобраћаја 2. КАРАКТЕРИСТИКЕ УЛИЧНЕ МРЕЖЕ БРЧКО ДИСТРИКТА Брчко Дистрикт је моноцентрично организован град, тако да су готово сви административни, трговачки и други објекти веће атракције концентрисани у центру града који се развијао уз ријеку Саву. За градове величине Брчког, моноцентрична урбана структура је уобичајна и извјесно је да ће се град и у будућности тако развијати. У складу са распоредом и положајем саобраћајница у оквиру уличне мреже, у Брчко Дистрикту је могуће издвојити укупно 5 основних коридора који представљају и примарну уличну мрежу (Слика 1). Abstract This paper presents the analysis of the traffic conditions on the intersection Uzunoviceva-Brace Ribnikar in Brcko District. Analysis was performed in and year, and has conducted a comparative analysis. Having determined that the intersection does not work with satisfactory traffic conditions suggested two solutions to improve traffic conditions. For the suggested solutions made a functional evaluation for using period of 20 years. Key words: traffic flow, capacity, level of service, traffic evaluation 1. УВОД Раскрсница Узуновићева-Браће Рибникар, која је анализирана, налази се у ужем градском подручју Брчког. Услови одвијања саобраћаја анализирани су у двадесеттрогодишњем период. У првом кораку анализа је извршена за годину, када је извршен први сет регулативних мјера. Након тога за годину извршена је анализа услова одвијања саобраћаја и оцјена ефикасности примјењених регулативних мјера. Након утврђивања да до сада примењене регулативне мјере нису дале задовољавајуће резултате предложена су два ријешења у циљу побољшања услова одвијања саобраћаја. За предложена ријешења извршена је оцјена ефикасности у 2015-ој години (трећој години експлоатације), години (десетој години експлоатације) и години (двадесетој години експлоатације). Слика 1. Путни коридори Брчко Дистрикта [1] 3. КАРАКТЕРИСТИКЕ РАСКРСНИЦЕ УЗУНОВИЋЕВА-БРАЋЕ РИБНИКАР Посматрана раскрсница Узуновићева-Браће Рибникар налази се на магистралном путу М Раскрсница је смјештена у северо-источном делу Брчко Дистрикта, који одликује велики број индустријских активности. У функционалном смислу раскрсница Узуновићева- Браће Рибникар је приоритетна четверокрака раскрсница. Највећи проблеми који се јављају на раскрсници су редови чекања на једном од споредних прилаза и угрожена безбједност пјешака. НАПОМЕНА: Овај рад проистекао је из мастер рада чији ментор је др Вук Богдановић, доцент Слика 2. Изглед раскрснице

201 3.1. Карактеристике раскрснице у години На посматраној раскрсници у години на свим прилазима раскрснице били су дозвољени маневри право лијево и десно. Пјешачки прелази били су обиљежени на прилазу један и прилазу два Карактеристике раскрснице у години На посматраној раскрсници у години саобраћајном сигнализацијом уведена је забрана 4 маневара кретања кроз раскрсницу: лево са прилаза 1, право са прилаза 2, лево и десно са прилаза 4. Што се тиче пјешачких прелаза они су остали као и године. Ниво услуге на посматраној раскрсници у години је Б (Табела 1). Прилаз 2 и даље карактеришу лоши услови одвијања саобраћаја, односно ниво услуге Е. 5. СЕМАФОРИСАЊЕ РАСКРСНИЦЕ УЗУНОВИЋЕВА -БРАЋЕ РИБНИКАР Прва варијанта побољшања услова одвијања саобраћаја на посматраној раскрсници је семафорисање исте. Наредном сликом приказан је план диспозиције свјетлосних сигнала и план темпирања 4. АНАЛИЗА УСЛОВА ОДВИЈАЊА САОБРАЋАЈА Неопходно је првенствено истаћи да је анализи услова одвијања саобраћаја претходило бројање саобраћаја. Анализа је вршена примјењујући методологију за прорачун капацитета и нивоа услуге приоритетних раскрсница НСМ-1994 [2] Услови одвијања саобраћаја године Примјењујући резултате бројања из године добијене су вриједности временских губита преко којих се изражава ниво услуге Табела 1. Ниво услуге у години Прилаз Маневар Вре. губици (s/voz) Ниво услуге Ман. При. Раск. Ман. При. Раск. лијево 3,66 А право 0 0,08 А А десно лијево 109,11 Ф право 26,66 46,03 Д Ф десно 7,81 7,79 Б Б лијево 6,73 Б право 0 1,45 А А десно лијево 46,73 Ф право 28,34 14,77 Д Ц десно 4,90 А Из претходне табеле може се видјети да раскрсница функционише са нивоoм услуге Б. Међутим, на прилазу 2 јавља се ниво услуге Ф који представља лоше услове одвијања саобраћаја 4.2. Услови одвијања саобраћаја године У наредној табели дат је приказ нивоа услуге за годину. Табела 2. Ниво услуге у години Прилаз Временски губици Маневар (s/voz) Ниво услуге Ман. При. Раск. Ман. При. Раск. право 0 0 А А десно лијево 60,61 33,60 Ф Е десно 6,34 Б лијево 5,49 5,33 Б Б право 0 1,21 А А десно 4 десно 4,79 4,79 А А Слика 3. План диспозиције свјетлосних сигнала и план темпирања Семафорисањем раскрснице отвара се могућност подешавања временских губитака. Наиме код семафорисане раскрснице могуће је побољшавање услова одвијања саобраћаја на споредним прилазима, за разлику од приоритетне, повећавањем фазе споредних прилаза. Најбољи показатељ ефикасности предложеног решења је ниво услуге. У наредној табели приказан је ниво услуге семафорисане раскрснице Табела 3. Ниво услуге семафорисане раскрснице Прилаз Намена траке Временски губици (s/paj) Ниво услуге Тра. При. Раск Тра. При. Раск. Лијево Право Десно 14,4 14,4 Б Б Лијево Право 32,4 32,4 Д Д Десно Лијево 35,7 22,1 Д Право 23,6 Ц 19,8 Ц Десно Лијево Право 56,3 56,3 Е Е Десно За предложено решење раскрсница функционише са прихватњивим временским губицима и добрим условима одвијања саобраћаја. 6. КРУЖНA РАСКРСНИЦA УЗУНОВИЋЕВА- БРАЋЕ РИБНИКАР Кружне раскрснице представљају посебан облик приоритетних раскрсница, код којих је трансформацијом конфликтне зоне из правоугаоника (класична приоритетна раскрсница) у прстен дошло до повећања површине конфликтне зоне, а самим тим и капацитета. Поред тога увођењем кружног кретања елиминисано укрштање саобраћајних токова са главних и споредних прилаза, које је присутно код стандардних крстастих раскрсница, и тиме је смањен број 1693 Ц

202 конфликтних тачака. Потребно је истаћи и то да на скали капацитета најмањи капацитет има приоритетна, већи капацитет има сигналисана а највећи капацитет има кружна раскрсница. Међутим основни недостатак кружних раскрсница јесте већа површина него код осталих типова раскрсница. Претходни недостатак највише долази до изражаја у ужим градским зонама. Наредном сликом приказан је изглед кружне раскрснице. F = ( 1 + e R ) n i n BDP Гдје је: n Fi фактор раста саобраћајног тока ''i'' за n-ту годину e фактор еластицитета n RBDP фактор раста БДП-а за n-ту годину n прогнозирани период Производом претходно добијеног фактора и величине саобраћаја у базној години добија се прогнозирани саобраћај, и то следећом релацијом: PGDS n i = PGDS BAZ i F Гдје је: n PGDSi величина саобраћајног тока ''i'' за n-ту годину PGDS величина саобраћајног тока ''i'' у базној BAZ i години Неопходно је истаћи и то да вриједност фактора раста БДП-а даје свецка банка [4]. n n i Слика 4. Изглед кружне раскрснице Да би се утврдила ефикасност предложеног решења неопходно је дефинисати ниво услуге. Ниво услуге утврђен је према метологији НСМ [3] Табела 4. Ниво услуге кружне раскрснице Временски Ниво услуге Прилаз губици (s/voz) прилаза раскр. прилаза раскр. 1 9,8 А 2 6,1 А 7,7 А 3 6,0 А 4 5,1 А Из претходне табеле можемо видјети да раскрсница функционише са занемаривим временским губицима и најбољим могућим нивоем услуге. 7. ВРЕДНОВАЊЕ Под појмом вредновање у управљању развојем и експлоатацијом путне мреже подразумјева се процедура оцјењивања и одлучивања у систему осмишљавања оптималног развоја и кориштења путне мреже укључујући поступке дефинисања показатеља и критеријума релевантних за оцјењивање и одлучивање Прогноза саобраћаја Као основни индиректни апарат прогнозе новонасталог саобраћаја користи се Бруто Домаћи Производ (БДП). Наиме преко БДП-а осликавају се економске прилике у држави а самим тим и у саобраћају. За прогнозирање новонасталог саобраћаја основни параметар је фактор раста саобраћаја. Претходно поменути фактор добијамо преко фактора раста БДПа и то преко следеће релације: Прогнозирани ниво услуге семафорисане раскрснице Ниво услуге и временски губици семафорисане раскрснице за десету годину експлоатације приказани су наредном табелом. Табела 5. Ниво услуге семафорисане раскрснице у десетој години експлоатације Прилаз Намена траке Лијево Право Десно Лијево Право Десно Лијево Право Десно Лијево Право Десно Временски губици (s/paj) Ниво услуге Трак При. раск Трак При. Раск. 37,4 37,4 28,6 28,6 Д Д Д 30,7 20,4 Ц 21,0 21,7 Ц 39,7 39,7 Д Д Из претходне табеле можемо видјети да раскрсница функционише са прихватњивим нивоем услуге 7.2. Прогнозирани ниво услуге кружне раскрснице У наставку ће бити приказан ниво услуге кружне раскрснице за десету и двадесету годину експлоатације. Табела 6. Ниво услуге кружне раскрснице у десетој години експлоатације Временски Ниво услуге Прилаз губици (s/voz) прилаза раскр. прилаза раскр. 1 17,1 Ц 2 7,5 А 11,3 Б 3 7,3 А 4 6,0 А Д Ц Д

203 Из табеле за десету годину експлоатације може се видјети да раскрсница функционише са нивоем услуге Б. Табела 7. Ниво услуге кружне раскрснице удвадесетој години експлоатације Прилаз Временски губици (s/voz) Ниво услуге прилаза раскр. прилаза раскр. 1 13,9 Б 2 22,8 Ц 20,5 3 26,0 Д 4 9,8 А Из претходне табеле може се видјети да раскрсница и после 20 година експлоатације функционише са прихватљивим временским губицима. 8. УПОРЕДНА АНАЛИЗА 8.1 Функционална анализа Упоредни приказ временских губитака за базну годину приказан је на наредном графику. Временски губици (s) ,9 9,8 Временски губици (2012) Кружна Семафорисана 32,1 22,9 6,1 6 5, Прилаз Ц 56,2 График 1.Временски губици базне године Из претходног графика види се да семафорисана раскрсница има веће просјечне временске губитке на сваком прилазу. Самим тим кружна раскрсница има боље услове одвијања саобраћаја за базну годину. Временски губици (s) ,1 Временски губици (2022) Кружна Семафорисана 39,7 27,7 20 7,5 7, Прилаз 35,1 График 2. Временски губици десете године експлоатације 8.2. Трошкови предложених решења Примјењујући јединичне цијене грађевински радова и саобраћајне сигнализације дошло се до суме коштања семафорисане и кружне раскрснице [5]. Наиме укупна вриједност семафорисања раскрснице износи ,00 еура, док је вриједност изградње кружне раскрснице ,00 еура. 9. ЗАКЉУЧАК Анализом услова одвијања саобраћаја за и годину утврђено је да прилаз 2 има неприхватљиве услове одвијања саобраћаја односно лош ниво услуге. За посматрану раскрсницу предложена су два решења побољшања услова одвијања саобраћаја. Прво решење је опремање раскрснице свјетлосном саобраћајном сигнализацијом, без извођења обимних грађевинских радова, а друго решење је изградња кружне раскрснице. За предложена решења урађена је функционална анализа за двадесетогодишњи период експлоатације. Анализом се дошло до закључка да кружна раскрсница функционише са задовољавајућим условима одвијања саобраћаја u анализираном периоду, док семафорисана раскрсница обезбеђује задовољавајући ниво услуге само у првих 10 година. Из свега претходно наведеног можемо закључити да је, предложено решење кружна раскрсница боља варијанта за унапређење услова одвијања саобраћаја на раскрсници Узуновићева-Браће Рибникар. 10. ЛИТЕРАТУРА [1] Богдановић В., Симеуновић М., Папић З., Лековић М., Рушкић Н., Питка П., Кузовић Љ., Главић Д., Јаснић А., Тешановић М., КЊИГА БРОЈАЊА ЗА БРЧКО ДИСТРИКТ, Нови Сад, [2] Љубиша Кузовић, Капацитет и ниво услуге друмских саобраћајница, Саобраћајни факултет Универзитета у Београду, Београд, [3] Highway Capacity Manual, National Reserch Council, Washington, D.C., 2000 [4] Mathew Shane, Gross domestic product (GDP) Annual Growth Rates, World Bank, 2012 [5] Оделење за путеве и паркове, Влада Брчко Дистрикта Кратка биографија: Душко Симић Рођен је у Брчком године. Дипломски Мастер рад одбранио је на Факултету техничких наука године. Са претходног графика можемо видјети да кружна раскрсница има мање просјечне временске губитке по свим прилазима а самим тим и биље услове одвијања саобраћаја. Што се тиче двадесете године експлоатације кружна раскрсница функционише са просјечним временским губицима по возилу од 20,5 секунди док семафорисана раскрсница не функционише. 1695

204 ОБЕЛЕЖЈА САОБРАЋАЈНИХ НЕЗГОДА ПРИ СЛЕТАЊУ ВОЗИЛА СА КОЛОВОЗА Област САОБРАЋАЈ Zbornik radova Fakultetaa tehničkih nauka, Novi Sad CHARACTERISTICS OF RUN-OFF ROAD TRAFFIC ACCIDENT Миомир Кокотовић, Факултет техничких наука, Нови Сад Кратак садржај У овом раду је на основу инос- незгода слетања са коловоза и незгода слетања са траних искустава извршена анализа саобраћајних коловоза са ударом у објекте поред пута на територијии Војводине и Централне Србије, као и употреба одређених математичких модела за анализирање ове врсте незгода. Извршено је и дефинисањее најчешћих опасности које се срећу у овој врсти незгода. Abstract This paper is based on international experience, an analysis of accidents with road and accidents with road to attack the buildings along the road in the territory of Vojvodina and Central Serbia, and the use of certain mathematical models to analyze these types of accidents. Done is to define the most common hazards encountered in this type of accident Кључне речи: Саобраћајне незгоде, слетање са коловоза. 1. УВОД Саобраћајне незгоде широм света сваке године наносе велике људске и материјалне штете. Отуда прикупљање и анализа података о саобраћајним незгодама представљају фундаменталне кораке у оквиру напора да се умање те штете. Анализа саобраћајних незгода треба да помогне да се одговори на питање зашто незгоде настају, да се идентификују локације где најчешће до њих долази, да се дефинише одговарајући програм за већу безбедност у саобраћају и одговарајуће мере које треба да се предузму, као и да помогну у оценивању ефективности предузетих мера. У структури саобраћајних незгода слетање возила са коловоза заузима веома значајну пажњу, пре свега због тежих последица у односу на остале типове саобраћајних незгода. Веома је значајно утврдити утицај појединих елемената поред пута који утичу на број и тежину незгода приликом слетања возила са коловоза. Предмет рада је утицај путног окружења на настанак и последице саобраћајних незгода. Циљ рада је утврдити структуру утицајних фактора путног окружења и сагледати њихову улогу на настанак и последице саобраћајних незгода. НАПОМЕНА: Овај рад је проистекао из мастер рада чији je ментор био др Драган Јовановић, ванр. проф UDK: ВЕЛИЧИНА ПРОБЛЕМА НЕЗГОДА ПРИ СЛЕТАЊУ ВОЗИЛА СА КОЛОВОЗА Сваке године у Европи живот изгуби око људи у саобраћајним незгодама. Од укупног броја саобраћајних незгода око 10% представљају незгодее слетања са коловоза, а њихово учешће у незгодама са смртним исходом је готово 40%. На подручју Сједињених Америчких Државаа ситуација је доста слична гдје ова врста незгода у укупном броју учествује са 16%, а у фаталним незгодама са око 31%, што довољноо говори о озбиљности ове версте незгода. Сваке године у Холандијии догоди се преко 2000 фаталних незгода слетања са коловоза што представља око 33% укупног броја незгода, такође ова врста незгода доприносии тешким повредама што резултира бројем од тешко повређених лица на годишњем нивоу. Ово је доста значајан податак с обзиром да Холандија представља једну од најбезбедних земаља у погледу саобраћаја. Оваква ситуација је присутна широм Европе и тек у последње време присутна је већа жеља и активност на смањењу ове врсте незгода. У Србији учешће ове врсте незгода у укупном броју незгода је око 28%. Аустралија представља једну од земаља са изузетно добрим планом развоја саобраћаја и повећањаа безбедности за све учеснике,, али и у овом делу света слична је ситуација у погледу незгода слетања са коловоза и исхода ових незгода. У појединим регионима ове земље учешће ван путних опасности у укупном броју фаталних незгода је окоо 48% %, али кад се у обзир узме стање на целокупној територији земље овај проценат износи око 35%. На основу података који су били доступни у полицијској бази података Републике Србије извршена је анализа незгода слетања возила са пута и незгода слетања возила са пута са ударом у објектее поред пута. Ова анализа се односи на период од до године, са освртом на незгоде које су се догодиле у Војводини и у Централној Србији. Може се приметити да се већи број незгода догодиоо на подручју Централне Србије, што се може објаснити сложенијим теренским условима кроз које се протежу одређени путни правци у односу на Војводину коју карактерише равничарски терен.. Учешће саобраћајних незгода са слетањем са коловоза је веома значајно и премашује четвртину укупног броја незгода (27,93%).

205 3. САОБРАЋАЈНЕ НЕЗГОДЕ И ОПАСНОСТИ НА ПУТЕВИМА ЈУЖНЕ АУСТРАЛИЈЕ Са повећањем озбиљности повреда расте могућност укључења путних опасности у саму незгоду (Табела 1). Опасности на путу су укључене у релативно мали број незгода, али је врло вјероватно њихово присуство у тежим незгодама. Tабела 1. Тежина повреда путника у саобраћајним незгодама слетања са коловоза у које су укључени опасности поред пута. Озбиљност повреда Укључена ван путна опасност(%) Без ван путне опасности(%) Све незгоде Фаталан исход 48,2 51,8 280 Болнички пријем Болничко лечење Лечење код приватног лекара Материјална штета 37,6 62, ,7 75, ,5 92, ,5 89, Све незгоде 11,8 88, У структури ванпутних опасности највеће учешће има дрвеће, затим стубови, саобраћајна сигнализација и др (График 1). Ушеће дрвећа у струкури саобраћајних незгода са погинулим лицима је посебно изражено. Ако возило слети са коловоза и оствари контакт са дрветом такве снаге да изазове материјалну штету постоји вероватноћа од 32% да ће неко у аутомобилу бити повређен, док 2,3% да ће повреде бити фаталне. Такође и Стобие стубови представљају значајну опасност на коловозу, али са нешто мање фаталних исхода, такође ту су и мостови који са знатно малим бројем незгода резултирају прилично високим процентом смртних случајева. где се бележи благи пораст. Варијације броја незгода су снажно повезане са данима у седмици, утврђено је да се велики проценат незгода са смртним исходом догађа викендом, скоро половина незгода се догоди суботом. Још јача веза је пронађена између времена у току дана, утврђено је да је највећи број незгода после поноћи. Од укупног броја незгода са смртним исходом 64 % се догађа после поноћи. Овакав број незгода је повезан вероватно са присуством алкохола у крви, на основу истраживања утврђено је да око 73,4 % возача имају већу концентрацију алкохола у крви него дозвољено у шест сати после поноћи, док је овај број знатно мањи у осталим деловима дана око 31,3 %. Такође и други фактори доприносе настанку незгода са смртним исходом као што је умор, лоша видљивост или мокар коловоз. Због мањег обима саобраћаја у ноћним условима могу се очекивати и незгоде са фаталним исходом. Истраживање је показало да ће локалне улице имати већи број фаталних незгода у односу на главне саобраћајнице. Такође, може се утврдити и да је већи број фаталних незгода настао на путевима са нижим ограничењима брзине, то се може објаснити са присуством већег броја објеката у таквим срединама. Такође велики број незгода се догодио захваљујући мокром коловозу јер као такав доприноси губитку контроле над возилом и ударање у објекте поред пута. Око 66% појединачних саобраћајних незгода које укључују смртност путника, барем један од путника је умро од последица судара са опасности поред коловоза. Док у незгодама у којима је учествовало више возила само у 4% незгода смртни исход је изазвала опасност поред коловоза. Мушки возачи се чешће него женски сусрећу са опасностима на коловозу, то може бити јер у саобраћају преовладавају мушки возачи. Фаталност незгода је повезана и са старошћу возача, више је вероватно да ће млади возачи изазвати незгоде слетања са коловоза са фаталним исходом, а старији возачи ће више учествовати у неким другим незгодама. Такође алкохол има значајан утицај на последице незгода, јер возачи који имају више од 0,08g/100 ml имају више него двоструко већу вероватноћу да ће ударити у неку опасност на путу. Табела 2. Тип ван путне опасности према тежини повреда (% учешће) У периоду од 1. јануара до 29. децембра године извршена је анализа саобраћајних незгода са погинулим и улога ванпутних опасности у овим незгодама. На основу периода од 12 година може се утврдити одређени интезитет незгода на посматраном периоду, дошло се до сазнања да је ова стопа прилично константна. Слично томе доба године има врло мали утицај на број незгода са изузетком зимских месеци ОВЕЛЕЖЈА НЕЗГОДА ПРИ СЛЕТАЊУ ВОЗИЛА СА КОЛОВОЗА Индикатори у току летњих месеци показују да је укупна фреквенција незгода у овом периоду била нижа. Разлог за овакве резултате могао би бити јер дани у летњим месецима трају дуже него у зимским месецима као и климатски фактори везани за појаву мокрог или залеђеног коловоза. Зимски период тежи да доведе до повећања фреквенције саобраћајних незгода, овакви резултати су повезани са појавом падавина у зимским месецима као и смањења видљивости. Неки путеви који се налазе у традиционално хладном простору су опремљени системима који спречавају клизање возила и на тај начин долази до смањења незгода (Brorsson et al., 1993). Не изненађује да, уколико просечан годишњи дневни саобраћај по траци прелази возила долази и до

206 повећаног броја саобраћајних незгода. Истраживања су показала да корелација између саобраћаја и вероватноће незгода углавном следи U-облик. Сходно томе предпоставља се да ће највећа вероватноћа незгода бити при врло ниском обиму саобраћаја, као и да се вероватноћа смањује са повећањем обима саобраћаја до једне границе, а како саобраћај даље расте долази и до повећања незгода. Како се централни угао хоризонталне кривине повећава то је и већа вероватноћа за повећања фреквенције незгода на томе одсеку већа. Повећањем централног угла смањује се визуелни утицај кривине и доприноси повећаној опасности слетања са коловоза. Повећан број саобраћајних трака пружа возачима већу сигурност на путу, док смањењем броја трака може да изазове лошу прегледност и возачи имају много мање простора за корекције својих поступака. На основу многобројних праћења закључено је да на путевима са већим бројем саобраћајних трака свакако постоји мањи број незгода, јер се на тај начин пружа могућност возачу да пропусти бржа возила и не изазива сметње у саобраћају. Повећан број вертикалних кривина на једном путном правцу доприноси већем броју саобраћајних незгода, јер на тај начин долази до смањења прегледности што узрокује већи број возачких грешака. Повећан број знакова упозорења на одређеној деоници пута смањује број незгода због правовременог информисања учесника у саобраћају. Присуство мостова на одређеном путном правцу доприноси настанку већег броја саобраћајних незгода. Конкретно мостови са уским коловозом и без заштитних ограда доприносе настанку незгода. Најважније карактеристике које утичу на саобраћајне незгоде јесте ширина мостова, заштитне ограде и ширина коловоза на прилазу мосту. Према његовим сазнањима најбитнија карактеристика је ширина коловоза на мосту јер са њеним повећањем долази до смањења броја незгода (Good et al., 1987). Повећањем растојања између ивице банкине и фиксних објеката на путу долази до смањења броја незгода. Разни фиксни објекти као што су поштански сандуци, телефонски и телевизијски торњеви налазе се одмах уз коловоз. Просечна удаљеност фиксних објеката од спољне рамене ивице износи око 1,19 m. Како се број стабала у близеини пута повећава то се и број незгода повећава, вероватно због мањег простора за извршење корекција у вожњи. Дрвеће представља већу опасност од било које друге препреке поред пута јер су висока и крута. Да би се смањила опасност изазвана дрвећем препоручује се њихова сеча или измештање из околине пута. Губитак видљивости и замор су фактори који доприносе већој вероватноћи повреда у односу на оштећење имовине у ноћним условима. Побољшање осветљења и оцртавање коловоза као и звучна упозорења на ивицама коловоза су фактори који могу допринети бољој пажњи возача. Током зимске сезоне услед временских непогода и тешких олуја и снежних падавина долази до губитка видљивости и отежане вожње. Алкохол је један од кључних фактора у настајању саобраћајних незгода. Познато је да узимањем алкохола долази до смањења способности потребних за адекватно управљање возилом што доприноси већој вероватноћи могућих повреда у односу на ПДО. Ако непажња представља главни додатни узрок настанка незгода онда су незгоде углавном мање озбиљне. Када је возач непажљив мала је вероватноћа да ће се кретати великим брзинама па из тог разлога и незгоде које настану су мање озбиљне. Недавна истраживања су показала да постављање звучних трака на ивице коловоза значајно смањује број незгода излетања са коловоза јер се на тај начин смањује непажња возача. Иако старији возачи имају тенденцију искуснијих и да учествују у саобраћају са више пажње у односу на млађе возаче, њихове повреде у незгодама су веће вероватно због смањења способности реакције и расуђивања. Према моделирању фреквенција незгода излетања са коловоза је већа на путевима са широким тракама, али повреде и озбиљност незгода је мања јер возачи у таквим околностима имају већу прегледност. Највећи број истраживања незгода је утврдио да су незгоде које се дешавају у кривинама доста честе и озбиљне. Овај налаз сугерише да хоризонталне кривине за возаче представљају доста тежак маневар вероватно због смањења видљивости и повећане цетрифугалне силе. Незгоде које се дешавају на мостовима или на прилазу су доста озбиљне и са тешким последицама, већина старих мостова има нешто мање ширине коловозних трака и неадекватне прилазе што доводи до слетања возила. Улога одвођења површинских вода са коловоза представља врло битан фактор јер налетањем возила на површинске воде може доћи до губитка контакта са подлогом и његовог излетања са коловоза и овакве незгоде се углавном завршавају са врло озбиљним последицама. Раскрснице су углавном повезане са незгодама са мање озбиљним повредама из разлога јер се на прилазима раскрсницама вози мањим брзинама и са већом опрезношћу. Дневни индикатор показује да незгоде у току дана доводе до озбиљнијих повреда. Већи степен незгода по дану може бити последица понашања возача, а можда и веће брзине. Незгоде које се догоде у току великих оптерећења саобраћаја мање је вероватно да ће имати исход са тежим повредама или са смртним случајем. Овај налаз се сложио са ранијим налазима вероватно због смањења брзине услед саобраћајних гужви. Викенд индикатор био је повезан са мањом вероватноћом настанка фаталних саобраћајних незгода. То се може повезати са различитим понашањем возача током викенда. Овај налаз показује на повећан број тежих повреда у добрим временским условима. Овакав налаз је последица јер су возачи на сухом коловозу самоувјерени у њихове способности и игноришу друге опасности у саобраћају. 1698

207 Временске непогоде, мокар коловоз су услови који ће допринети настанку тежих саобраћајних незгода, јер возачи имају више тешкоћа да региструју удаљене опасности, а и време реаговања је продужено. Овај налаз указује да ако се незгода догодила ако је возач прекорачио дозвољену брзину вероватноћа инвалидитета или смртног исхода била би нижа. Ово је можда зато што прекорачење брзине представља један од узрока мање озбиљних незгода, ова процена је субјективна у природи. Истраживања показују да незгоде које су се догодиле у кругу 24 километра од места боравка возача већа је вероватноћа да ће резултирати евидентним повредама. Прихватљиво објашњење јесте да возачи у таквом окружењу су самоувјерени и агресивни у саобраћају. Саобраћајне незгоде које се догоде ван пречника од 24 километра од места боравка резултирају са лакшим повредама, односно смањује се могућност настанка тешких повреда инвалидитета или фаталног исхода. Возачи на већим удаљеностима од места боравка нису упознати са геометријом коловоза па возе са већом опрезношћу. Истраживања показују да саобраћајне незгоде које настају при кретању возила већим брзинама од дозвољених доводе до евидентних повреда, инвалидитета и фаталних исхода. Банкина чија је ширина мања или једнака 1,98 метара доприносе незгодама са лакшим повредама. Ово се може објаснити тиме да возачи у оваквим условима са већом пажњом учествују у саобраћају. Овај налаз је потврдио и мостни индикатор 1, а поново је потврђено да постојање мостова на путним правцима доприноси настанку озбиљнијих незгода. Овај налаз показује да незгоде које су се догодиле на раскрсницама имају мању вероватноћу настанка лакших и трежих повреда, али већа могућност настанка инвалидитета или смртног исхода. Групе дрвећа поред пута су повезане са већом вероватноћом за настанак тешких повреда. Иако група дрвећа може да послужи као смерница и допринесе смањењу фреквенције незгода, дрвеће поред пута приликом удара возила изазове озбиљне последице по учеснике у саобраћају. Све опасне групе дрвећа потребно је преместити или уклонити из околине пута (Faller et al., 1998). Присуство електричних водова је повезано са нижом вероватноћом тешких повреда. Ово би могло бити због тога што растојање од спољне ивице рамена до електричних водова износи просечно око 1,92 метра и тиме је на располагању већи простор за опоравак возила која су изгубила контролу из било ког разлога. 5. ЗАКЉУЧАК На основу многобројних истраживања утврђено је да незгоде слетања са коловоза и незгоде слетања са коловоза са ударом у објекат поред пута представљају значајан проблем у саобраћају, јер са великим процентом учествују у укупном броју незгода са 10% до 18%, а у броју настрадалих тај број иде и до 40%. Из тога разлога сматрамо да је потребна већа ангажованост у погледу спречавања настанка ове врсте незгода или њиховом ублажавању. Приликом анализе незгода које су за резултат имале смртно страдале особе или особе задржане на болничком лечењу утврђено је да су највеће опасности биле: Викендом, Ноћу, а посебно после поноћи, На мокром коловозу, У нижим зонама ограничења брзине (због великог броја објеката у близини коловоза) Најчешће идентификоване опасности на путу су стабла и стубови; Сви показатељи било да се ради о временским, путним, ван путним, еколошким, возачевим карактеристикама морају бити укључени у разматрање проблема безбедности саобраћаја јер само детаљним приступом могу се постићи задовољавајући резултати на смањењу броја ове версте незгода. Ова истраживања представљају покушај да се дефинише однос између геометрије коловоза, карактеристика поред пута и фреквенције незгода. Неколико закључака је изведено на основу геометрије коловоза и карактеристика на путу. Докази из резултата снажно показују да се фреквенција незгода може смањити на следеће начине: Повећање броја трака, повећање ширине банкина; Проширење на прилазима мостова; Заштита, пресељење или уклањање објеката поред пута; Смањење бочних нагиба; 6. ЛИТЕРАТУРА 1. Brorsson, B., Hans Rydgren and Jan Ifver (1993) Single-vehicle accidents in Sweden: A comparative study of risk and risk factors by age, Journal of Safety Research, Vol. 24, Faller, Ronald K., John D. Reid and John R. Rohde (1998) Approach guardrail transition for concrete safety shape barriers, Transportation Research Record 1647, Good, M. C., J. C. Fox and P. N. Joubert (1987) An indepth study of accidents involving collisions with utility poles, Accident Analysis and Prevention, Vol. 19, No. 5, Kennedy, James C. Jr. (1997) Effect of light poles on vehicle impacts with roadside barriers, Transportation Research Record 1599, Ray, Malcolm H. (1999) Impact conditions in sideimpact collisions with fixed roadside objects, Accident Analysis and Prevention, Vol. 31, Кратка биографија: Миомир Кокотовић рођен је у Мостару 1987 године (БиХ). Мастер рад је одбранио на Факултету техничких наука, у Новом Саду из области безбедност саобраћаја 2012 године. Драган Јовановић рођен је у Зрењанину Докторирао је на Факултету техничких наука године, а од је у звању ванредни професор. Област интерeсовања је безбедност саобраћаја. 1699

208 Zbornik radova Fakultetaa tehničkih nauka, Novi Sad UDK: ANALIZA MOGUĆNOSTI PRIMENE ITS SISTEMA NA RASKRSNICI ULICA JEVREJSKA, FUTOŠKA I BULEVAR OSLOBOĐENJA ANALYSIS OF POSSIBILITIES FOR ITS SYSTEMS APPLICATION AT THE INTERSECTION JEVREJSKA, FUTOŠKA AND BULEVAR OSLOBOĐENJA Dragana Radović, Fakultet tehničkih naukaa Novi Sad Oblast: SAOBRAĆAJ 2. UPRAVLJANJE SAOBRAĆAJEM Kratak sadržaj: U radu je izvršena analiza mogućnosti primjene Inteligentnih transportnih sistema (ITS) na raskrsnici Bulevar oslobođenja Futoška Jevrejska zbog lošeg nivoa usluge i velikih vremenskih gubitaka. Predložena izmjena načina rada svjetlosne signalizacije smanjiće vremenske gubitke, potrošnju goriva i zagađenje životne sredine, i na taj način doprinjeti značajnim Upravljanje saobraćajem podrazumjeva mjere koje se preduzimaju da bi odvijanje saobraćaja na konkretnoj saobraćajnoj mreži bilo racionalno, bezbjedno i što jeftinije. Danas se sve više razvija adaptivno upravljanje saobraćajem koje podrazumjeva trenutno prilagođavanje rada signalizacije zahtjevima za protokom [2]. ekonomskim uštedama. Abstract: This thesis focuses on the possibilities of integrating Intelligent transport systems (ITS) on the Proces upravljanja saobraćajnim tokovima se realizujee kroz 4 osnovne etape: intersection of Jevrejska Street, Futoska street and the Bulevar oslobodjenja because of poor service level and 1. Ocjena stanja saobraćajnog toka, odnosno prijem početnih informacija o parametrimaa toka. significant time loses. It is suggested that there should be 2. Analiza dobijenih informacijaa i izbor a change in the way the light signalisation operates, which will dicrease the loss of time, fuel usage and 3. upravljačkih rješenja. Realizacija rješenja pollution of the environment, and in that way bring to 4. Kontrola stanja u saobraćajnom toku radi significant economic savings. preduzimanja daljih upravljačkih akcija. Ključne riječi: Nivo usluge, Vremenski gubici, Inteligentni transportni sistemi 2.1. Sastav saobraćajno upravljačkog sistema 1. UVOD Nagli porast saobraćaja, visoki troškovi izgradnje saobraćajne infrastrukture, pogoršan nivo usluge kao i sve veće zagađenje životne sredine izduvnim gasovimaa koji su sve prisutniji u vazduhuu stavlja pred saobraćajni sistem potrebu za boljm iskorišćenjem postojećih saobraćajnica. Upravljanje saobraćajem ne može da se izbori sa svim problemima koje savremeni saobraćaj nameće, tako da se danas sve više razvijaju softverski paketi za regulisanje i upravljanje saobraćajem, tzv. Inteligentni transportni sistemi.[1] Predmet rada je postavljanje adaptivnog sistema za upravljanje i regulisanje saobraćaja na raskrsnici Bulevar oslobođenja Futoška Jevrejska gdje sadašnji način regulisanja saobraćaja svjetlosnom signalizacijom sa četiri signalna plana u toku dana ne daje zadovoljavajuće rezultate u smislu nivoa usluge koji je loš, odnosno primjetne su gužve u vršnom času. Osnovni cilj rada je da se postavljanjem na raskrsnicu odgovarajućih uređaja za upravljanje saobraćajem i njihovim povezivanjem sa centrom za adaptivno upravljanje saobraćajem postigne efikasnije odvijanje saobraćaja. U okviru saobraćajno upravljačkog sistema postoje : - Mjerni elementi - Kontroleri - Centralni sistem - Komunkacioni podsistem 2.2. Mjerni elementi saobraćajno upravljačkog sistema Postoje različiti mjerni elementi (detektori) koji se razlikuju prema saobraćajnim parametrima koje mjere: - Induktivne petlje - Magnetni detektori - Infracrveni detektori - Ultrasonični (nadzvučni talasi) - Mikrotalasni detektori - Video detektori 3. PROSTORNI POLOŽAJ RASKRSNICE BULEVAR OSLOBOĐENJA FUTOŠKA JEVREJSKA NA ULIČNOJ MREŽI NOVOG SADA I SAOBRAĆAJNE KARAKTERISTIKE Glavna gradska magistrala, Bulevar oslobođenja, pruža se NAPOMENA: na pravcu sjever-jug, i od rijeke Dunav do gradske Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je autobuske i željezničke stanice se ukršta sa šest bio prof. dr Vuk Bogdanović. saobraćajnica, takođe bulevarskog tipa, koje se pružaju na 1700

209 pravcu istok-zapad. Rastojanja između raskrsnica kreću se m, a ukupna dužina bulevara je m. Na bulevaru se obezbjeđuje režim kontinuiranog protoka sa površinskim raskrsnicama koje su regulisane uz pomoć koordinirane semaforske signalizacije. Ukupno su projektovana 4 plana tempiranja signala sa ciklusima u trajanju od 70, 90, 110 i 130s, odnosno signalni programi 1, 2, 3 i 4 respektivno. Planom izmjene programa predviđeno je da program 1 bude u funkciji u vrеmеnskоm periodu 21-5h, program h, program h, a program h. Raskrsnica Bulevar oslobođenja Futoška Jevrejska se nalazi između signalisanih raskrsnica Bulevar oslobođenja Maksima Gorkog Braće Ribnikar južno i raskrsnice Bulevar oslobođenja Papa Pavla Novosadskog sajma sjeverno od posmatrane raskrsnice. Postoje po tri trake u oba smjera, s tim što u zoni raskrsnica postoji dodatna traka za lijeva skretanja. Raskrsnica Bulevar oslobođenja Futoška Jevrejska predstavlja najopterećeniju raskrsnicu, ne samo na bulevaru nego i u čitavom Novom Sadu Karakteristike saobraćajnih tokova na raskrsnici Bulevar oslobođenja Futoška Jevrejska Brojanje kolskog saobraćaja na raskrsnici Bulevar oslobođenja-futoška-jevrejska u Novom Sadu je obavljeno godine, u utorak. Brojanje je vršeno od strane Fakulteta tehničkih nauka, Departmana za saobraćaj, za potrebe izrade transportnog modela i studije saobraćaja.brojanje je vršeno tokom čitavog dana, u periodu od 06:00 22:00 h, dakle i za vrijeme sva tri vršna opterećenja: jutarnjeg, popodnevnog i večernjeg. Svi brojači su imali iste brojačke listove i istovremeno su prelazili na naredne rubrike, tj. svakih 15 minuta. [3] broj vozila ulivno grlo 1 ulivno grlo 2 ulivno grlo 3 ulivno grlo 4 ulivno grlo voz PAJ Grafik 1. Ukupan protok po ulivnim grlima Slika 1. Izgled raskrsnice Bulevar oslobođenja - Futoška Jevrejska Sva četiri prilaza raskrsnice sastoje se iz dvije kolovozne trake međusobno odvojene razdjelnim ostrvom. Sva četiri prilaza sastoje se od četiri ulivne trake odvojene punom linijom i tri izlivne saobraćajne trake odvojene isprekidanom linijom. U pogledu namjene površina, na sva četiri ulivna grla, postoje dvije trake za kretanje pravo i po jedna traka za skretanje lijevo i desno. Desna traka na sva četiri prilaza je obilježena kombinovanom strelicom žuto bijele boje, za kretanje (pravo) vozila javnog prevoza i skretanje (desno) ostalih vozila. Na svim prilazima trake za lijeva i desna skretanja su širine po 2.5 metra, dok su trake za pravo 3,00 metra. Rаskrsnicа је rеgulisаnа svjеtlоsnоm signаlizаciјоm, а kаdа svjеtlоsnа signаlizаciја niје u funkciјi, zа rеgulisаnjе sаоbrаćаја sе kоristi vеrtikаlnа signаlizаciја pоstаvljеnа nа stubоvе nоsаčа lаntеrni. Pravac Jevrejska - Futoška (2-4) је оdrеđеn kао putni prаvаc sа prvеnstvоm prоlаzа štо је rеgulisаnо sаоbrаćајnim znаkоm III-3 (put sа prаvоm prvеnstvа prоlаzа), dоk је prаvаc Bulevara oslobođenja (1-3) оdrеđеn kао spоrеdni putni prаvаc, rеgulisаn sаоbrаćајnim znаkоm II-1 (ukrštanje sa putem sa prvenstvom prolaza). procenat zastupljenosti ,91 2,44 2,51 0,26 0,18 0,005 3,79 0 PA BUS LTV STV TTV AV BIC,MOT ZAP struktura toka Grafik 2. Struktura toka na raskrsnici 4. PROGNOZA BUDUĆEG SAOBRAĆAJNOG OPTEREĆENJA Prognoza saobraćaja je veoma važna prilikom odabira buduće varijante nekog projekta. Ukoliko se predviđanje saobraćaja obavi na pravi način, tj. ako se desi da prognozirani saobraćaj ne odgovara saobraćaju koji se pojavi u narednom vremenskom periodu, izgrađeni saobraćajni objekat neće moći da zadovolji potrebe za zahtjevanim kapacitetom ili će biti predimenzionisan. Usljed ovoga, javlja se veliki problem koji se mora opet rješavati i njegovi troškovi proširenja ili ponovne izgradnje mogu da koštaju više nego što je stajala sama izgradnja prvobitnog objekta. Kod predimenzionisane prognoze saobraćaja, objekti ostaju neiskorišćeni i ekonomski njihova izgradnja nije opravdana [4]. Opšti obrazac za prognozu saobraćaja glasi: 1701

210 PGDS F n i n i = PGDS = (1 + e R BAZ i n BDP F n i %) Tabela 3.Prognoza budućeg saobraćaja 2009 Godina (bazna godina) PGDS na raskrsnici Voz/h (u vršnom času) Prilaz (voz/h u vršnom času) Prilaz (voz/h u vršnom času) Prilaz (voz/h u vršnom času) Prilaz (voz/h u vršnom času) Nivo usluge (LOS) za vozačke tokove na prilazima raskrsnici Bulevar oslobođenja Futoška Jevrejska u baznoj i prognoznim godinama Nivo usluge (LOS) semaforisane raskrsnice definisan je veličinom vremenskih gubitaka (zastoja), kao mjerom frustracije i nekomfora vozača, potrošnje goriva i izgubljenog vremena na putovanju. Tabela 4.Kriterijum za određivanje nivoa usluge (LOS) za semaforisane raskrsnice VG=Vremenski gubici LOS po vozilu (s) A 5,0 B >5,0 i 15,0 C >15,0 i 25,0 D >25,0 i 40,0 E >40,0 i 60,0 F > 60,0 Tabela 4.Prikaz nivoa usluge u vršnom času na raskrsnici u baznoj (2009.) godini Mjesto Vremenski Kapacitet Nivo utvrđivanja gubici (voz/h) usluge kapaciteta (s/voz) prilaz ,1 D prilaz ,9 F prilaz ,6 F prilaz ,5 F Na nivou čitave raskrsnice Bulevar oslobođenja Futoška Jevrejska, a na osnovu nivoa usluge za pojedinačne prilaze, utvrđen je nivo usluge E (>45s) u vršnom času, u baznoj (2009) godini. Otuda i potreba za izmjenom načina regulisanja saobraćaja na datoj raskrsnici. 5. UTICAJ SAOBRAĆAJA NA DRUŠTVO ŽIVOTNA SREDINA Saobraćaj vrši negativan uticaj na životnu sredinu kao i na kvalitet čovjekove životne sredine. To se naročito ogleda kroz zagađivanje vazduha, tla i vode, povećanje buke, pretvaranje prirodne u tehničku sredinu (razni oblici degradacije okoline), povećanje nečistoće i drugo. Sve ovo doprinosi narušavanju ekološkog bilansa čime je otežano održavanje dinamičke ravnoteže složenog sistema. Na raskrsnici Bulevar oslobođenja Futoška Jevrejska utrvrđeno je visoko zagađenje životne sredine, kako u baznoj 2009.godini, tako i u narednom vremenskom periodu, zaključno sa godinom. Zagađenje životne sredine izduvnim gasovima povećava i ekonomske troškove koji nastaju usljed zagađenja, koji su na posmatranoj raskrsnici u godini značajni i iznose $.[5] 6. PRIJEDLOG MJERA RJEŠENJA NA RASKRSNICI BULEVAR OSLOBOĐENJA- FUTOŠKA-JEVREJSKA Jedno od rješenja problema zastoja na raskrsnici Bulevar oslobođenja Futoška Jevrejska bi bilo uvođenje adaptivnog načina regulisanja saobraćaja na raskrsnici. Adaptivno upravljanje saobraćajem predstavlja usklađivanje rada svjetlosnih signala sa trenutnim zahtjevima za protokom. Adaptivno upravljanje saobraćajem bi zahtjevalo izgradnju centra za adaptivno upravljanje, njegovo opremanje kao i povezivanje raskrsnice sa centrom i njeno opremanje odgovarajućim uređajima. Za softver koji bi se koristio za upravljanje saobraćajem predložen je Balance softver njemačke kompanije Gevas koji se primjenom u njemačkim gradovima pokazao kao jako dobar i doprinio znatnim ekonomskim uštedama [6]. Za praćenje saobraćaja na raskrsnicama predložena je upotreba kamera kao mjernih instrumenata, i to Traficam kamera koje su jednostavne za postavljanje i upotrebu i što je jako bitno ne zahtjevaju nikakav poseban softver. Za povezivanje sa kontrolnim centrom najbolje rješenje je optički kabel ali je takođe i najskuplje. Kao jeftinija i jednostavnija varijanta nameće se WLAN ili bežični internet koji je dosta skromnijih mogućnosti. Primjenom ovog sistema vremenski gubici bi se smanjili za 21 % a samim tim i potrošnja goriva i zagađenje životne sredine. Kada se uzmu u obzir sva ulaganja u novi sistem, ali i činjenica da jednom izgrađen ovakav sistem kontrole i upravljanja saobraćajem veoma dobro funkcioniše u narednom višegodišnjem periodu uz minimalna ulaganja (svega $ po raskrsnici godišnje) kao i sve izračunate uštede koje ovaj sistem sa sobom nosi, više je nego očigledna opravdanost njegove primjene. Istina, u uslovima funkcionisanja saobraćaja na datoj raskrsnici osim promjena u infrastrukturi od pomoći bi 1702

211 jedino bile restriktivne mjere (zabrane pojedinih skretanja), što bi opet prouzrokovalo saobraćajne probleme drugdje u gradu. 7. SWOT ANALIZA Snaga predloženog adaptivnog sistema upravljanja saobraćajem ogleda se u manjim vremenskim gubicima, manjoj potrošnji goriva, manjem zagađenju vazduha pa samim tim i većim ekonomskim uštedama. Slabosti sistema su u tome da bi se njegovom primjenom smanjili vremenski gubici ali ne i nivo usluge; problem tijesne raskrsnice bi bio prisutan i nakon primjene novog sistema. Mogućnosti sistema ogledaju se u mogućnosti upravljanja i regulisanja saobraćaja iz saobraćajno upravljačkog centra, zatim povezivanje centra sa MUP-om i mogućnost praćenja saobraćajnih prekršaja. Sistemom bi se povezale sve raskrsnice na bulevaru, vršila racionalnija raspodjela vremenskih gubitaka, omogućio kontinuiran rad bez obzira ne vanredne situacije, radove i dr. Prijetnje po sistem su u tome što bi poboljšani uslovi odvijanja saobraćaja na raskrsnici mogli privući novi saobraćaj što bi moglo donijeti nove probleme. Prijetnja je i u tome što ukoliko se ostvari prognoza vezana za rast saobraćaja u narednom periodu, uprkos adaptivnom sistemu upravljanja, nivo usluge na raskrsnici će biti F. 8. ZAKLJUČAK Na raskrsnici Bulevar oslobođenja Futoška Jevrejska vlada objektivni rizik, da će u skorijoj budućnosti, ukoliko se ne preduzmu odgovarajuće mjere, zastoji, tj. vremenski gubici, naročito u vršnom času biti toliki da će čekanje na istoj izgubiti svaki smisao. Iz ovoga se vidi da postoji ozbiljan motiv za izmjenom postojećeg načina regulisanja sobraćaja na datoj raskrsnici. Predloženo saobraćajno rješenje podrazumjeva uvođenje adaptivnog upravljanja saobraćajem što podrazumjeva upravljanje u datom trenutku, dakle u zavisnosti od potrebe, tj. od protoka saobraćaja. Vrednovanje predloženog rješenja je pokazalo da će ekonomske uštede biti značajne: u godini ukupno $ ušteda, u godini ukupno $ ušteda, u godini ukupno $ ušteda. Ipak, SWOT analiza je pokazala da se novim sistemom regulisanja saobraćaja vremenski gubici ne smanjuju u dovoljnoj mjeri, da bi ovaj sistem bio trajno rješenje. Takođe, postoji mogućnost preusmjeravanja ostalog saobraćaja u gradu na ovu raskrsnicu ukoliko bi se na njoj poboljšali uslovi odvijanja saobraćaja što bi vratilo funkcionisanje saobraćaja na raskrsnici na prvobitno stanje. Ipak, sistem adaptivnog upravljanja saobraćajem u kombinaciji sa restrikcijama kao što su zabrane skretanja za pojedine prilaze ili stimulisanje građana na korišćenje alternativnih vidova prevoza bi bio rješenje problema na ovoj raskrsnici u narednom periodu. 9. LITERATURA [1] Seminarski rad a doktorskim studijama, Milja Leković, Primjena inteligentnih transportnih sistema za regulisanje saobraćaja na raskrsnicama, Fakultet tehničkih nauka, godina [2] Milorad Opsnica Regulisanje i kontrola putnog Saobraćaja, Beograd, godina [3] Sаоbrаćајnа studiја grаdа Nоvоg Sаdа sа dinаmikоm urеđеnjа sаоbrаćаја i izrаdоm nоvоsаdskоg transportnog modela NOSTRAM, KNJIGA 1, Rezultati brojanja saobraćaja uličnoj mreži Novog Sada, FTN, Novi Sad, godina [4] Ratomir Vračarević Osnove planiranja saobraćaja, Fakultet tehničkih nauka, Saobraćajni odsek, Novi Sad, godina. [5] Bojan Antanasković Vrednovanje projekata u funkciji razvoja i eksploatacije putne mreže, Uticaj saobraćaja na životnu sredinu [6] Internet adresa: Kratka biografija: Dragana Radović rođena je u Sarajevu godine. Master rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Regulisanje i upravljanje saobraćajem odbranila je godine. 1703

212 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: ODREĐIVANJE LOKACIJA ZA POSTAVLJANJE SAMOUSLUŽNIH POŠTANSKIH TERMINALA PRIMENOM GIS-A DETERMINING LOCATIONS FOR SETTING UP POSTAL TERMINALS USING GIS Oblast SAOBRAĆAJ Budimir Marčić, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Kratak sadržaj U ovom radu prikazan je princip određivanja lokacija za postavljanje samouslužnih poštanskih terminala primenom GIS-a. Dat je kratak opis Geografskih informacionih sistema (GIS), i prikazana je jedna lokacija u gradu Zrenjaninu na kojoj bi se mogao postaviti samouslužni poštanski terminal. Abstract In this paper, the method for determining locations for setting up postal terminals using GIS is described. Short description of GIS is given and view of the location in Zrenjanin where a postal terminal could be set up. Ključne reči: Samouslužni uređaj, GIS, samouslužni poštanski terminal 1. UVOD Poštanski sistemi koji funkcionišu bez savremenih uređaja i između ostalog podstiču razvoj i usavršavanje, kao i uvođenje novih, poštanskih usluga, danas su retkost. Poštanske uprave teže automatizovanju pružanja poštanskih usluga, jer na taj način ubrzavaju pojedine procese, smanjuju redove čekanja i pospešuju kvalitet pruženih usluga. Pošte možda nisu u mogućnosti da obezbede svakom korisniku poštansku jedinicu tik do ulaznih vrata, ali mogu uložiti napore i postaviti samouslužne uređaje koji bi u mnogome smanjili procese čekanja. Ovakve uređaje je potrebno postaviti na lokacijama koje se nalaze u vidokrugu korisnika, odnosno na lokacijama koje predstavljaju svakodnevna usputna svratišta (na putu do posla, škole, pijace, trgovinskog centra, itd.). Da bi se odredila baš takva lokacija, potrebno je uklopiti mnogo faktora i podataka. Geografski informacioni sistemi predstavljaju pravo rešenje za suočavanje sa problemima ovog tipa. Geografski informacioni sistem je savremeni alat aplikativne geografije i nalazi primenu u mnogim sferama života, privrede i nauke. 2. GEOGRAFSKI INFORMACIONI SISTEM (GIS) 2.1. Definicija Geografskih informacionih sistema Geografski informacioni sistemi (u daljem tekstu GIS) su savremena, široko primenjena tehnologija koja je svoju primenu našla u velikom broju nauka ali i u rešavanju svakodnevnih problema. Pojam GIS je često definisan na različite načine, te evo nekoliko definicija koje će u mnogome olakšati razumevanje suštine geografskih informacionih sistema: NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Momčilo Kujačić, vanr.prof GIS je računarski sistem namenjen prikupljanju, obradi, upravljanju, analizi, prikazivanju i održavanju prostorno orijentisanih informacija (definicija kompanije ESRI); -GIS je tehnologija namenjena upravljanju prostorno orijentisanim podacima; -Gis je informacioni sistem dizajniran da radi sa podacima koji su referencirani prostornim ili geografskim koordinatama, tj. GIS je i sistem baze podataka sa specifičnim mogućnostima za prostorno referencirane podatke, kao i skup operacija za manipulisanje tim podacima. Takođe se može reći da je GIS računarski sistem čija je glavna namena da upravlja, analizira, čuva i prezentuje informacije o prostoru. Komponente koje sačinjavaju GIS nisu ni nove ni nepoznate, ali je način organizacije pojedinačnih komponenti u jedinstvenu koordiniranu celinu zapravo ono što odlikuje GIS Komponente GIS-a GIS čine sledeće komponente: hardver, softver, podaci, korisnici i metode, ilustrovano na Sl.1. Slika 1. Komponente GIS-a Hardver predstavlja fizičko računarsko okruženje GIS-a. Hardver omogućava rad softvera na velikom broju različitih računarskih platformi, od masivnih centralizovanih računara koji opslužuju cele korporacije, pa do personalnih (desktop i laptop) računara koje nalazimo u svakom domu. Razvoj i usavršavanje hardvera bili su presudni za napredovanje i implementaciju GIS-a. Kako se sve više hardver razvija i usavršava, cene opadaju i samim tim postaje dostupan velikom broju ljudi, GIS aplikacije lakše nalaze put do krajnjeg korisnika. Softver omogućava uniforman pristup za rad sa geografskim informacijama. Dva su ključna momenta za razvoj GIS softvera: uvođenje grafičkog interfejsa; i mogućnost da se pomoću postojećeg alata kreiraju nove, specifične i određenim potrebama prilagođene aplikacije (baza korisnika GIS-a se znatno proširila). Danas postoji veliki broj proizvođača GIS softverskih paketa: Autodesk, ESRI, Intergraph, Mapinfo, Smallworld, Idrisi itd.svaki od ovih proizvođača imačitavu lepezu proizvoda u okviru datih paketa, od čega zavisi i njihova krajnja cena na

213 tržištu. Za prikaz karata se koristi MS Windows komponenta dostupna u obliku C++ biblioteke, ActiveX ili.net kontrole. Platforme na kojima je podržana MS Windows komponenta su MS Windows 98/Millenium, MS Windows 2000/XP/Vista/Seven. Podaci su najvažnija komponenta GIS-a, a mogu biti u obliku karata ili alfanumerički. Podaci se dobijaju konverzijom klasične papirne dokumentacije u odgovarajuće GIS kompatibilne formate, ili kupovinom na tržištu. U GIS-u se pojavljuju različiti tipovi podataka: grafički, tekstualni, animacije, slike, video zapisi, zvučni zapisi. Korisnici GIS-a su u rasponu od tehničkih lica, odnosno specijalista, koji razvijaju i održavaju sistem, do krajnjih korisnika koji izvršavaju svakodnevne poslove. Korisnici moraju biti kvalifikovani, jer ni najbolji racunari, ni najsavršeniji softver ne vrede bez kvalifikovanih korisnika koji će upravljati sistemom. Metode u GIS.u omogućavaju njegov uspešan rad, koji mora biti izveden prema pažljivo kreiranim planovima i pravilima poslovanja, specifičnim za svaku radnu organizaciju ili oblast primene [1] Područja primene GIS-a GIS se danas koristi za najrazličitije zadatke, a pre svega za: -vođenje infrastrukturnih objekata (vodovod i kanalizacija, gas, elektro-distribucija, PTT mreža, putna i železnička mreža itd.); -planiranje pravaca kretanja uz uštedu vremena i goriva; -alokaciju resursa; -lociranje zemljišta za izgradnju; -katastar zemljišta, objekata i instalacija; -analiza prinosa u poljoprivredi; -lociranje prekida u elektro-energetskim mrežama; -analizu tržišta; -planiranje marketinga; -urbanistička planiranja; -analize troškova; -upravljanje projektima; -arhiviranje projekata. 3.ODREĐIVANJE LOKACIJA Prikazan je princip određivanja lokacije za postavljanje samouslužnog poštanskog terminala na teritoriji mesne zajednice Gradnulica. Naime naselje Gradnulica (u čijem sastavu je i istoimena mesna zajednica) je jedno od najvećih delova grada Zrenjanina. U MZ Gradnulica se nalazi poštanska jedinica u ulici Cara Dušana broj 107, prikazano na Sl.2.. Slika 2: Lokacija poštanske jedinice Ucrtavanjem zane koja obeležava radijus od 1km oko poštanske jedinice (i poštanske jedinice 23105) Sl.3 može se videti da je severni deo naselja Gradnulica, i veći deo naselja Gradnulica Guvno van ovih zona, odnosno na većoj udaljenosti od 1 km. Slika 3: Poštanske jedinice i sa ucrtanim zonama (radijus 1km) Ucrtavanjem minutnih zona Sl.4., vidi se da je stanovnicima severno od ulice Žarka Turinskog najbliža poštanska jedinica na udaljenosti većoj od 15 minuta hoda. Dolazi se do zaključka da se nalazi van petnaestominutne zone, odnosno da je potrebno više od 15minuta hoda do najbliže poštanske jedinice. Slika 4: Poštanske jedinice i sa ucrtanim minutnim zonama Ideja je da se postavi samouslužni terminal koji bi predstavljao jednu samouslužnu poštansku jedinicu na lokaciji koja bi zadovoljila potrebe korisnika tog dela naselja. Ucrtavanjem područja koje obuhvata potencijalne korisnike Sl.5., i analiziranjem stanovništva, dolazi se do idealne lokacije na kojoj bi se postavio samouslužni poštanski terminal. Slika 5. Područje koje bi opsluživao samouslužni terminal Preseljenje zabavišta i planiranje izgradnje pijace (do kraja godine) u ulici Žarka Turinskog, dovodi do tendencije stvaranja još jednog tržišnog jezgra u mesnoj zajednici Gradnulica. U blizini predložene lokacije se nalaze još i sportski centar Gradnulica (stadion, tereni za mali fudbal i rukomet, teren za bejzbol), restoran Stadion, market PerSu, dve drvare, ciglana, benzinska pumpa, pravoslavno groblje, diskoteka Mravinjak i još nekoliko manjih kafića i restorana... Ucrtavanjem minutnih zona oko nove lokacije Sl.6., može se videti da bi izgradnjom terminala na ovoj lokaciji 1705

214 svega nekoliko desetina kuća ostalo van zone od 15 minuta hoda do najbliže pošte (najistočniji deo naselja Gradnulica Guvno). Slika 7: Automatizovani terminal Ovako dizajniran terminal ne bi zauzeo više od 5 metara prostora, što bi se pokazalo kao optimalno za predloženu lokaciju, pre svega zbog nedostatka prostora za postavljanje ili izgradnju većeg objekta. Osnovu čini pravilni osmougao glavne dijagonale do 3 metra i visine do 2,5 metara, koji je natkriven pločom kružnog oblika prečnika maksimalno 5 metara. Objekat ovih dimenzija bi se bez problema mogao postaviti na parkingu ispred zabavišta, a da pri tom ne smeta obavljanju saobraćaja,obezbeđujući korisnicima bezbedan prilaz. Kako je navedeno, objekat bi se sastojao od 8 stranica, gde bi se na ili u svaku stranicu mogao ugraditi uslužni uređaj u zavisnosti od potreba korisnika. Uređaji mogu biti: bankomat, samouslužni uređaj za prijem poštanskih pošiljaka, stanica za prijem paketa, menjačnica, uređaj za pružanje informacija, telefonska govornica, VoIP telefon, automat za plaćanje računa, info displeji koji pokazuju red vožnje, info table sa kulturnim i ostalim sadržajima koji su u ponudi. Neke od uređaja bi ugrađivala pošta za svoje korisnike, dok bi ostale ili iznajmljivala drugim kompanijama, ili iznajmljivala prostor na kome bi druge kompanije postavljale svoje uređaje. Ovaj vid iznajmljivanja prostora bi pre svega bio primamljiv za banke koje bi mogle da postave svoje ATM bankomate, kao i za telekomunikacione kompanije koje bi imale priliku da postave VoIP telefone, klasične govornice, ili hot-spot internet terminale [2]. Analiziranjem mesečnih usluga poštanskih jedinica i može se odrediti profil uređaja koji bi se postavili u samouslužni poštanski terminal. U terminal bi bilo potrebno ugraditi jedan bankomat koji uključuje i mogućnost menjačkih transakcija, jedan info kiosk (mogunost korišćenja interneta i obaveštavanje o raznim kulturnim i sportskim manifestacijama), dva telepaid platna terminala opremljena bar-kod čitačem (mogućnost plaćanja računa, uplate kredita za mobilnu telefoniju i internet vremena). Pored ovih uređaja, ostaje mogućnost da se iznajmi prostor nekoj od banaka ili Poštanskoj štedionici da postave svoj bankomat ili info tablu. Slika 6: Minutne zone oko nove lokacije Na lokaciji koja se pokazala pogodnom mogao bi se postaviti automatizovani poštanski terminal prikazan na Sl.7., koji bi zadovoljio potrebe korisnika koji žive u ovom delu grada ZAKLJUČAK Primenom geografskih informacionih sistema (GIS) omogućen je razvoj i korišćenje novih metoda u analizi prostornih podataka, čime se doprinosi bržem i kvalitetnijem odlučivanju. GIS nije sistem koji će korisniku dati konačno rešenje, ali pružiće priliku da se bolje organizuje, a analizirane informacije će predstavljati podršku za donošenje pravih odluka. Primena GIS-a u mnogome može pomoći prilikom određivanja lokacija na kojima bi se mogao postaviti samouslužni terminal. Nove generacije uređaja polako zauzimaju mesta uslugama koje pružaju šalterski radnici u poštama, i opšte prihvaćeni su od strane korisnika. Sa razvojem tehnologije proširuje se i asortiman usluga koje se nude u samouslužnim terminalima. Osim standardnih poštanskih usluga nude se i dodatne usluge korisnicima. Samouslužni uređaji su u stranim zemljama postavljani na lokacijama gde je veliki broj posetilaca na dnevnom nivou (npr. Komercijalni centri, supermarketi i slični objekti), i imaju visok stepen efikasnosti i korišćenja. Postavljanjem uređaja na lokaciji u MZ Gradnulica, korisnicima ovog dela grada bi vreme potrebno za odlazak do najbliže poštanske jedinice bilo prepolovljeno. Takođe korisnici bi korišćenjem samouslužnih uređaja postali nezavisni od radnog vremena pošte, jer bi im bila pružena prilika da uređaje koriste 24 časa, 7 dana u nedelji. Kasnijim ispitivanjem navika korisnika koji koriste ove uređaje, mogle bi se odrediti njihove navike i potencijalno ugraditi još neki od tipova savremenih samouslužnih uređaja, ali bi se isto tako moglo odrediti da li je ovaj način pružanja poštanskih usluga koristan i da li postoji mogućnost otvaranja samouslužnih terminala na drugim lokacijama. ZAHVALNOST Autor ovog rada se zahvaljuje Solomun Draganu, upravniku poštanske jedinice 23101, na pomoći u pribavljanju orto-foto mapa i neophodnih podataka. 5. LITERATURA [1] Dragan Petrović, GIS MapInfo priručnik, Beograd 2003.; [2] Budimir Marčić, Diplomski rad Automatizovani kiosk za pružanje poštanskih usluga, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, Kratka biografija: Budimir Marčić rođen je u Zrenjaninu 1987.god. Diplomski-master rad na Fakultetu tehničkih nauka iz oblasti Saobraćaja - Poštanski saobraćaj i telokomunikacije odbranio je god.

215 q j Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad PROJEKTOVANJE PROIZVODNOG SISTEMA ZA SLOŽIVU KUTIJU PRODACTION SYSTEM DESIGN OF FOLDING BOX Oblast GRAFIČKO INŽENJERSTVO I DIZAJN Miroslav Tucić, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Kratak sadržaj U radu je prikazano projektovanje proizvodnog sistema za složivu kutiju. Cilj je bio da se postigne visok stepen kvaliteta proizvoda uz maksimalno iskorišćenje tehnoloških sistema i postigne kompromis između potražnje, potencijalnih radnih sistema i odnosa troškova i dobiti. Ključne reči: projektovanje, sistem, složiva kutija, Abstract This thesis gives produscion system design of folding box. The key was achieving high level of product quality with maximum of technological system utilizatin and achieving compromise between demand, potential operating systems and relations between costs and profit. Keywords: design, system, folding box 1. UVOD Proizvodnja predstavlja osnovno područje ljudske delatnosti neophodno za zadovoljenje potreba učesnika u procesima rada, radnih sistema i stabilnog razvoja društva u skladu sa utvrđenim ciljevima. Ona je uslovljena postojanjem skupa elemenata (predmeta rada, sredstava rada i učesnika u procesima rada), međusobno vezanih, u cilju transformacije raspoloživih resursa u proizvode (slika 1). Transformaciju omogućavaju tri osnovna toka: tok materijala, tok informacija i tok energije. resursi materijal informacije energija uslovi okoline PROIZVODNI SISTEM (procesi rada) proizvod materijal otpad utrošena informacije energija o stanju procesa rada tr proizvoda Slika 1. Osnovni model transformacija raspoloživoh resursa u proizvode Ove tri veličine čine nerazdvojnu celinu i omogućavaju izvođenje projektovanih postupaka rada. Projektovanje sistema počinje rađanjem ideje, a nastavlja se razvojem varijanti sa ciljem određivanja vrsta, broja jedinica i karakteristika osnovnih elemenata sistema, uređivanja tokova i određivanja niza drugih posebnih zahteva koji omogućuju njihov skladan rad. NAPOMENA: Ovaj rad je proistekao iz master rada čiji mentor je bio Ilija Ćosić, red. prof UDK: PROJEKTOVANJE STRUKTURE PROIZVODNOG SISTEMA ZA SLOŽIVU KUTIJU 2.1. Proizvod i program proizvodnje Proizvod je neposredni materijalni rezultat procesa rada proizvodnih sistema i kao roba određenog kvaliteta namenjen je podmirenju potreba okoline iz čega i rezultira potreba postavljanja i razvoja proizvodnih sistema. U radu je prikazano projektovanje strukture proizvodnog sistema za složive kutije. Proizvodni program sačinjen je od deset kartonskih kutija, različitih po obliku, dimenzijama, nameni i tiražu: 1. Složiva kutija za paštete 2. Složiva kutija za arome (kolače, kreme, sladolede, pića) 3. Složiva kutija za gljive 4. Složiva kutija za tampone 5. Samosloživa kutija za društvenu igru 6. Složiva kutija za štirak 7. Složiva kutija za test za trudnoći 8. Složiva kutija za čokolade 9. Složiva kutija za ženske čarape 10. Složiva kutija za trake za depilaciju 2.2. Analiza proizvodnog programa Program proizvodnje zahteva produbljenu analizu veličina koje su bitne za postavljanje i razvoj procesa rada radnih sistema. Strukturu programa proizvodnje čine dva parametra (struktura p j i količine q j ), čija međusobna zavisnost određuje tip i varijantu proizvodnog sistema. Na osnovu izvršene analize (slika 2) složenosti delova u programu proizvodnje i podataka sa dijagrama pretpostavlja se njegova pripadnost u III područje rada univerzalnog karaktera i visokog nivoa fleksibilnosti SK1 SK2 SK7 SK6 SK9 SK3 SK4 SK10 SK8 SK5 p j struktura programa - p j 1 1 I namenski produkcioni univerzalni opšti II III IV ne prekidni tok prekidni tok struktura programa - p j a) b) Slika 2. a): Odnos struktura količine za dati proizvodni program u domenu kartonaže. b): Dijagram programa proizvodnje Analiza značajnosti proizvoda u programu proizvodnje naziva se ABC analiza ili Pareto analiza. To je zasebna analiza svakog područja iz programa proizvodnje i vrši se radi lakšeg donošenja odluka u pogledu koncentracije rada na ona područja koja donose najveću dobit.

216 Postupak se zasniva na tri zasebne analize: količinska, masena i vrednosna (slika 3). U okviru sve tri analize izvršeno je poređenje svih deset proizvoda na osnovu godišnjih količina, masa i vrednosti na godišnjem nivou, na osnovu tri područja: A - područje najvećeg prirasta čistog dohotka; B - područje srednjeg prirasta čistog dohotka i C - područje najmanjeg prirasta čistog dohotka. q j [%] q j [%] q j [%] q j [%] SK8 0,51% jedna boja SK5 SK10 SK4 SK3 SK9 SK6 SK7 SK2 SK1 99,49% više od jedne boje p j 0 više od jedne boje a) b) Slika 6. Dijagram analize prema broju boje za štampu; a): Zavisnost od količine proizvoda. b): Zavisnost od mase proizvoda q j [%] SK8 1,01% jedna boja SK5 SK4 SK10 SK9 SK3 SK7 SK6 SK2 SK1 98,99% p j SK1 SK2 SK7 SK6 SK9 SK3 SK4 SK10 SK8 SK5 A B C p j [%] SK1 SK2 SK6 SK7 SK3 SK9 SK10 SK8 SK4 SK5 A B C p j [%] SK1 SK2 SK6 SK7 SK9 SK3 SK10 SK8 SK4 SK5 A B C p j [%] Na slici 7 su rezultati karakteristika prema broju tački lepljenja kutije. Slika 3. Dijagram količinske, masene i vrednosne ABC analize proizvodnog programa Programi proizvodnje, različiti po vrsti i količinama, pored analize osnovne zavisnosti struktura količine, takpđe sadrže analize na osnovu karakteristika samih proizvoda. Kao najbitnije karakteristike tehnološkog postupka proizvodng programa ovog rada mogu se izdvojiti sledeće: - karakteristika materijala - karakteristika formata podloge za štampu - broj boje štampe - broj tački lepljenja kutije U nastavku dati su rezultati analize karakteristika delova programa proizvodnje. Na slici 4 prema gramaturi materijala za štampu. q j [%] SK8 SK9 SK2 27,63% SK10 SK4 SK3 SK6 SK7 SK1 72,03% SK5 0,34% p j q j [%] SK8 SK9 SK2 24,78% SK4 74,74% SK10 SK3 SK7 SK6 SK1 SK5 0,48% a) b) Slika 4. Dijagram analize prema gramaturi materijala; a): Zavisnost od količine proizvoda. b): Zavisnost od mase proizvoda Na slici 5 su rezultati karakteristika prema formatu podloge za štampu. q j [%] SK5 SK8 SK4 SK3 SK9 SK6 SK7 SK2 SK1 98,31% standardni B2 SK10 1,69% nestandardni (33x70) p j q j [%] SK5 SK4 SK8 SK9 SK3 SK7 SK6 SK2 SK1 97,97% standardni B2 SK10 2,03% nestandardni (33x70) a) b) Slika 5. Dijagram analize prema formatu podloge za štampu; a): Zavisnost od količine proizvoda b): Zavisnost od mase proizvoda Na slici 6 su rezultati karakteristika prema broju boje za štampu. p j p j q j [%] SK5 0,35% bez lepljenja SK9 SK6 SK7 SK1 71,19% jedna tačka SK8 SK10 SK4 SK3 SK2 28,47% tri tačke p j q j [%] SK5 0,48% bez lepljenja a) b) Slika 7. Dijagram analize prema broju tački lepljenja kutije; a): Zavisnost od količine proizvoda. b): Zavisnost od mase proizvoda 2.3. Izbor proizvoda predstavnika Proizvod predstavnik predstavlja realan deo programa proizvodnje i sastoji se od najvećeg broja elemenata ostalih delova programa proizvodnje. Bira se iz područja A ABC analize. Na osnovu prethodno izvršenih analiza, ABC analize i analize karakteristika delova programa proizvodnje, najzastupljeniji proizvod, proizvod predstavnik, je pod rednim brojem jedan SK1 složiva kutija za paštete Redukcija programa proizvodnje redukcijom količina prenosimo određene karakteristike ostalih proizvoda (masa, sličnost po obliku, sličnost po vrsti materijala, dimenzijama...) na proizvod predstavnik, putem redukcionih faktora: r m prema masi (redukcioni faktor) r s složenost izrade i r b broj boja (redukcioni faktor). U nastavku dat je tabelarni prikaz redukcije količina programa proizvodnje. Tabela 1: Redukcija količina programa proizvodnje REDUKCIJA KOLIČINA p j q j m j t ii r m r rt r u q red = [k / [k / (S ) P P. 0, SK SK ,063 1,2 0,84 1 1, 1, SK 200 0,075 1, , 1,2 240 SK 150 0,019 1,2 0,25 1 1, 0,3 45 SK ,088 0,5 1,17 1 0, 0,58 11 SK 600 0,075 0, , 0,7 420 SK 800 0,033 0,7 0,44 1 0, 0, SK ,125 1,2 1,67 0, 1, 2,00 60 SK 400 0,031 0,71 0,41 1 0, 0, SK 100 0,075 1, , 1,2 120 q red = SK9 SK7 SK6 SK1 71,24% jedna tačka SK4 SK8 SK10 SK3 SK2 28,28% tri tačke p j 1708

217 3. PROJEKTOVANJE POSTUPKA IZRADE PROIZVODA PREDSTAVNIKA Osnovni tehnološki postupci prilikom izrade složivih kutija za paštete sastojali bi se od devet faza: 1. Prijema informacija i materijala 2. Obrade informacija putem računara (priprema) 3. Obrade podloge za štampanje 4. Izrade štamparske forme (montaža i kopiranje) 5. Štampe 6. Štancovenja odštampanih kutija 7. Raskidanja kutija 8. Lepljenja kutija 9. Pakovanja kutija Na slici 9 dat je dijagram tehnološkog postupka izrade proizvoda predstavnika. Početak T4 = tab/god x 0,006 min/tab = min/god T5 = tab/god x 0,024 min/tab = min/god T6 = tab/god x 0,030 min/tab = min/god T7 = kom/god x 0,017 min/kom = min/god T8 = kom/god x 0,008 min/kom = min/god T9 = kom/god x 0,008 min/kom = min/god Na osnovu upoređenih veličina zaključeno je da je varijanta toka projektovanog proizvodnog sistema 1.2 (slika 9, desno). T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 prekid toka prekid toka prekid toka prekid toka prekid toka prekid toka prekid toka prekid toka prekid toka koli - q j univerzalni karakter I II III IV Obrada materijala (priprema) Izrada štamparske forme Prijem informacija i materijala Štampanje Štancovanje Raskidanje kutija Obrada materijala za štampu Ke = [min/god] struktura programa - p j a) b) Slika 8. a): Pregled odnosa opterećenja kapaciteta b): Prikaz toka proizvodnog sistema 4.1. Ritam toka Ritam toka je određen stabilnošću vremenskih intervala koji odvajaju ulaz, odnosno, izlaz dve uzastopne jedinice predmeta rada. i izračunava se prema formuli: R = K e / T ii = / = 0,29 min/kom Za uslove varijante toka 1.2 ritam serije za vremenski period od jedne godine iznosi: Rs = Ke / i n = / 24 = min/ser Lepljenje kutija Pakovanje kutija Kraj Slika 9: Tehnološki postupak izrade proizvoda predstavnika 4. IZBOR TIPA I VARIJANTE TOKA Tip i varijanta toka određuje se na osnovu vremenski izraženog odnosa između ukupnih potreba rada, neophodnih za izvođenje svih operacija rada za dati program proizvodnje (opterećenje) i efektivnih mogućnosti strukture sistema (kapacitet), na osnovu sledećih veličina: - količine proizvoda - Q red = kom/god, - odnosa struktura količine - stepena tehnološke složenosti t ii - kapaciteta elemenata sistema K e = min/god (jedna smena), seriju od i n = Q red /n = 24 ser/god, gde je n = kom/ser. Opterećenje preseka sistema (slika 8, levo) dobija se po formuli: T i = Q red x t ii [min/god]. (1) Na osnovu formule (1) dobijamo: T1 = 24 x 15 = 360 min/god T2 = 24 x 10 = 240 min/god T3 = 24 x 11,3 = 271 min/god Određivanje elemeneta strukture sistema Projektovanje struktura proizvodnih sistema predstavlja proces visokog stepena složenosti koji se bazira na određenom broju osnovnih podloga relevantnih podataka potrebnih za ostvarenje potrebnog i dovoljnog kvaliteta predmetnog procesa. Osnovne podloge su: - količine u programu proizvodnje Q red - normativi proizvodnih sistema predstavljaju skupove tehnoloških koeficijenata koji pokazuju koliko je potrebno utrošiti jedinica resursa i za izradu jedinice predmeta rada j. Oni čine osnovnu podlogu za projektovanje proizvodnih struktura, i postoje: normativ vremena, normativ materijala, normativ alata i normativ površina. 5. OBLIKOVANJE PROSTORNE STRUKTURE SISTEMA I TOK PROIZVODA PREDSTAVNIKA Oblikovanje prostornih struktura treba da zadovolji određene principe postavljanja proizvodnih sistema, kao što su: princip minimalnih rastojanja, princip intenziteta toka, princip iskorišćenja prostornih struktura, princip fleksibilnosti, princip sigurnosti rada i princip integracije tokova. U grafičkoj industriji, celokupan posao izrade nekog predmeta rada podeljen je u tri radne jedinice (radionice), to su grafička priprema, štampa i grafička dorada koje objedinjuju operacije i tehnološke sisteme procesa rada. Grafička priprema - sastoji se od jednog računara za prijem i obradu infrmacija (R1), kopirnice koja pored stola za montažu i potrebnog propratnog alata i pribora sadrži i kopir - aparat (K1).

218 Štampa - sastoji se od sledećih mašina: ofset mašina za štampanje (M1) i nož (N1). Grafička dorada - sastoji se od: štanc mašine (M2), stola za raskidanje kutija (S1), lepilice za lepljenje kutija (M3) i stola za pakovanje kutija (S2). U nastavku dat je prikaz prostorne strukture proizvoda predstavnika, slika 10 i prostorne strukture proizvoda predstavnika sa tokovima materijala, slika 11. S2 M3 S1 M2 M1 6. ZAKLJUČAK Naročitu važnost kod projektovanja procesa proizvodnje imaju aktivnosti uskladjivanja rada, sredstava za rad i predmeta rada, po vrsti, količini, mestu i vremenu, radi obavljanja procesa rada uz što manje troškove i što veći učinak. Važnost projektovanja u uslovima zanatske proizvodnje relativno je mala, dok naglo raste rastom sredstava, podelom poslova pri izradi jednog proizvoda, specijalizacijom i automatizacijom. Jednake proizvodne zadatke mogu proizvodna preduzeća obavljati uz veće ili manje troškove, zavisno o njihovim sposobnostima, izmedju ostalog i sposobnostima projektovanja proizvodnog sistema. Projektovanje utiče na veličinu troškova i time se nastoje sniziti troškovi poslovanja po jedinici proizvoda. 7. LITERATURA R1 N1 Priprema Kancelarija R1 - Ra K1 - Kopir-aparat N1 - No M1 - Mašina za štampanje M2 - Mašina za štancovanje Kopirnica K1 S1 - Sto za raskidanje kutija M3 - Mašina za lepljenje kutija S2 - Sto za pakovanje kutija - Ppo - površina poslu - Pod - površina odr Slika 10: Prostorna struktura [1] Projektovanje proizvodnih sistema - Tokovi materijala, Dragutin M. Zelenović; FTN Izdavaštvo, Novi Sad, godina [2] Tehnologija organizacije industrijskih sistema - preduzeća, Dragutin Zelenović; FTN Izdavaštvo, Novi Sad, godina [3] Završna grafička obrada i ambalaža, Dragoljub Novaković; Novi Sad, 2004 godina [4] Savremena izrada ambalaže od papira, kartona, ravne (pune) lepenke i talasastog kartona, Tomislav V. Obradović; Beograd godina Kratka biografija: S2 M3 S1 M2 M1 Miroslav Tucić rođen u Tavankutu, opština Subotica, gde sam završio osnovnu i srednju školu. Dalje školovanje nastavio sam u Zagrebu na višoj grafičkoj školi i u Novom Sadu na FTN, smer grafičko inženjerstvo i dizajn. N1 Priprema Kopirnica Ulaz/Izlaz materijala Prof. dr Ilija Ćosić je redovan profesor na Fakultetu tehničkih nauka. Doktorsku disertaciju odbranioje na temu "Prilog razvoju proizvodnih struktura povišenog stepena fleksibilnosti" na istom fakultetu. Uključen je u obrazovni rad i naučno istraživanje. R1 K1 Kancelarija Ulaz informacija tok informacija tok materijala tok izrade predmeta rada radno mesto Slika 11. Prostorna struktura sa tokom materijala 1710

219 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad ISPITIVANJE MOGUĆNOSTI IMOBILIZACIJE METALA IZ RASTVORA ZA VLAŽENJE I OTPADNOG RAZVIJAČA ZA OFSET PLOČE UDK: RESEARCH ON POSSIBILITY OF METAL IMMOBILIZATION FROM A WETTING SOLUTION AND WASTE PRINTING OFFSET PLATE DEVELOPER Ivana Rodić, Miljana Prica, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Oblast GRAFIČKO INŽENJERSTVO I DIZAJN Kratak sadržaj U radu su prikazani rezultati analize rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče. Ispitana je i mogućnost imobilizacije, postupkom solidifikacije/stabilizacije metala iz rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče u oblik u kojem neće predstavljati opasnost po životnu sredinu. Rezultati ukazuju na mogućnost imobilizacije metala iz rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče. Ključne reči: otpadni razvijač, rastvor za vlaženje, ofset štampa, zagađenje Abstract This paper presents the results of the analysis of the wetting solution and waste developer from offset printing. In this work we investigated the possibility of immobilization process (solidification/stabilization) of metals from wetting sollution and waste developer for offset plates in the form in which they will not pose a threat to the environment. The results indicate the possibility of immobilization of metals from wetting solution and the waste offset printing developers. Key-words: waste developer, offset printing facilities, wetting solution, pollution 1. UVOD Postupak ofset štampe danas je najrasprostranjeniji postupak štampanja i pokriva 85% štamparske delatnosti u svetu. Ofset štampa spada u tehnike indirektne štampe, što znači da se boja sa forme ne prenosi direktno na podlogu, nego se prethodno prenosi na gumeni omotač (koji je postavljen na ofsetni cilindar) a zatim sa nje na materijal za štampu. Prilikom ofset grafičkih procesa generiše se tečni otpad, u obliku otpadne hemikalije ili otpadne vode koji se mora na adekvatan način tretirati. Jedan od glavnih zagađivača u ofset pripremi za štampu jeste otpadni razvijač za ofset ploče. Otpadni razvijač za ofset ploče zahteva odgovarajući tretman i odlaganje, posebno ako je njegova ph vrednost jako alkalna i ako je povećan sadržaj metala. Velike količine organskih materija uslovljavaju znatno povećanje hemijske potrošnje kiseonika i toksičnost otpada. Zahtevi za adekvatnim tretmanom otpadnog razvijača za ofset ploče treba da budu ispunjeni, kako bi se sprečilo NAPOMENA: Ovaj rad je proistekao iz master rada čiji je mentor bila dr Miljana Prica, docent. povećanje koncentracije pojedinih metala i organskih polutanata iz grafičke proizvodnje u životnoj sredini [1]. U radu je prikazana i mogućnost imobilizacije metala postupkom solidifikacije/stabilizacije u smeši sa zagađenim sedimentom i cementom. Sediment je esencijalna, dinamička komponenta svih akvatičnih sistema koja zbog snažno izražene tendencije vezivanja može biti rezervoar akumuliranih, toksičnih i perzistentnih jedinjenja prirodnog i dominantno antropogenog porekla. Teški metali pokazuju izraženu tendenciju inkorporacije u sediment. Sorpcijom teških metala kao perzistentnih, toksičnih i bioakumulativnih materija u sedimentu stvaraju se potencijalni ekološki rizici kako na lokalnom tako i na globalnom nivou [1]. U slučaju kada je sediment kontaminiran, u zavisnosti od od stepena zagađenja ponekad je neophodna remedijacija i nije preporučljivo odlaganje na kontrolisane površine ili kako je u našoj zemlji praksa, nekontrolisano odlaganje na zemljište. Primena tehnika stabilizacije i solidifikacije se smatra pogodnom opcijom za tretman različitih tipova otpada. Razvoj specifičnih formulacija za različite tipove otpada počeo je krajem 60-tih i početkom 70-tih godina prošlog veka. Pojam solidifikacije/stabilizacije (S/S) je opšti pojam koji se koristi za opisivanje širokog spektra tehnika koje služe da transformišu otpad u oblike koji će biti manje problematični po životnu sredinu. Alkalni materijali kao što su kalcijum-oksid i cement se često koriste za S/S tretmane jer su jeftini, lako inkorporiraju otpad a njihov alkalitet smanjuje rastvorljivost mnogih neorganskih jedinjenja i hazardnih metala [3]. Cilj ovog rada jeste ispitivanje sadržaja rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče. Takođe, u ovom radu je ispitana mogućnost imobilizacije metala iz rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče u oblik u kojem neće predstavljati opasnost po životnu sredinu postupkom solidifikacije/stabilizacije. 2. EKSPERIMENTALNI DEO U radu je izvršena analiza rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče štamparije (YUGO ŠTAMPA) koja se nalazi na teritoriji opštine Bačka Palanka. Nakon analize, rastvor za vlaženje i otpadni razvijač za ofset ploče su upotrebljeni za pravljenje S/S smeša sa sedimentom i cementom. 1711

220 2.1 Analiza rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče U rastvoru za vlaženje i otpadnom razvijaču za ofset ploče određeni su sledeći parametri: ph, elektroprovodljivost, ukupan suvi ostatak, HPK i metali (hrom, bakar, olovo, cink i kadmijum). Analiza parametara je urađena odmah nakon uzorkovanja prema standardnim metodama [4]. Koncentracija metala određena je standardnom metodom analize, na atomskom apsorpcionom spektrofotometru (AA700 Perkin Elmer), uz prethodno zakišeljavanje cc. HNO 3 [4,5] S/S tretman sedimenta sa rastvorom za vlaženje, otpadnim razvijačem za ofset ploče i cementom Kao imobilizacioni agens za S/S tretman korišćen je Portland cement. Sastav korišćenog Portland cementa (u daljem tekstu cement) bio je sledeći (% maseni): SiO 2 (23.4), Al 2 O 3 (6.12), Fe 2 O 3 (3.21), MgO (1.01), CaO (63.2), K 2 O (0.54), Na 2 O (0.12), SO 3 (1.18) i gubitak žarenjem (1.4). U sedimentu iz Carske bare određene su sledeće koncentracije (mg kg -1 ): Pb (1080±23), Ni (498±33), Cd (50.90 ± 3.4), Zn (1370±110), Cu (590±25) i Cr (615±60). Na osnovu ovih koncentracija utvrđeno je da sediment pripada klasi 4 prema holandskoj regulativi [6], što ukazuje da je neophodna remedijacija. Date vrednosti su srednje vrednosti tri merenja. Sediment, čiji je sadržaj vlage bio oko 65%, osušen je na 105 C do suva. Zatim je napravljena smeša sedimenta i cementa sa 5, 10, 15, 20, 30 i 40% maseno (uzorci C5, C10, C15, C20, C30, C40). Nakon toga smeši je dodat rastvor za vlaženje i otpadni razvijač za ofset ploče prema proceduri koju su predložili Viguri i dr. [7]. Tako dobijene smeše su korišćene za ANS 16.1 test izluživanja [8]. Pripremljeni uzorci su hermetički zatvoreni u plastične kese i ostavljeni da stoje 28 dana. Posle kisele digestije u carskoj vodi, analiziran je sadržaj ukupnih metala (Cu, Cr, Ni, Cd, Pb i Zn) na AAS u smešama sedimenta, rastvora za vlaženje, otpadnog razvijača za ofset ploče i cementa. Početne koncentracije metala kretale su se od: mg kg -1 (Pb), mg kg -1 (Ni), mg kg -1 (Cd), mg kg -1 (Zn), mg kg -1 (Cu) i mg kg -1 (Cr). Date vrednosti su srednje vrednosti tri merenja pri čemu vrednost relativne standardne devijacije nije prelazila 10%. Rezultati su dati na masu suvog uzorka. 2.3 Test izluživanja u rezervoaru-semi-dinamički test ANS 16.1 Za ovaj test izluživanja [8] korišćeni su uzorci mase oko 20 grama. Ovaj test je izveden na sobnoj temperaturi sa destilovanom vodom kao agensom za izluživanje za uzorke C5, C10, C15, C20, C30, C40 i rastvorom ph 3.25 za uzorak C40. Uzorci su smešteni u inertne plastične mrežice i postavljeni u visećem položaju u plastičnu posudu sa destilovanom vodom, pri čemu je odnos tečnost/čvrsto (L/S) bio 10:1 (l kg -1 ). Test je rađen pod semi-dinamičkim uslovima pri čemu je monolit potapan u svež rastvor destilovane vode nakon 2, 7, 24, 48, 72, 96, 120, 456, 1128 i 2160 sati, a u rastvoru nakon izluživanja i filtriranja na membranskom filteru (0.45 µm) određena je koncentracija metala AAS tehnikom. 3. REZULTATI U tabeli 1 prikazani su rezultati određivanja fizičkih i hemijskih parametara rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče. ph rastvora za vlaženje je bila 4.78 dok je otpadni razvijač za ofset ploče imao izrazito bazni karakter i povećanu ph vrednost Elektroprovodljivost je znatno povećana kod otpadnog razvijača za ofset ploče i ukazuje na veće prisustvo jona. Ukupni suvi ostatak i HPK su značajno povećani u otpadnom razvijaču za ofset ploče u odnosu na maksimalno dozvoljene koncentracije propisane aktuelnim pravilnikom, jer je prema njemu MDK za HPK 600 mg O 2 /l a za ukupni suvi ostatak 1200 mg/l. Takođe je uočljiva povećana koncentracija bakra i cinka i u otpadnom razvijaču za ofset ploče i u rastvoru za vlaženje u odnosu na Pravilnik (MDK za Cu 0.5 mg/l a za Zn 5 mg/l) [9]. Zbog povećanih vrednosti ovih parametara rastvor za vlaženje i otpadni razvijač za ofset ploče nikako ne bi smeli da se ispuštaju u gradsku kanalizaciju gde oni kao tečan otpad često završe. Neophodno je njihovo odlagaje u burad i kasniji tretman radi smanjenja negativnog uticaja na životnu sredinu. Tabela 1. Rezultati analize rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče Rastvor Jedinica Ispitivani parametar za mere vlaženje Razvijač za ofset ploče ph Elektroprovodljivost µs/cm Ukupan suvi ostatak mg/l HPK mgo 2 /l Metali Cink mg/l Kadmijum mg/l Hrom, ukupan mg/l <DL <DL Bakar mg/l Olovo mg/l <DL <DL DL DETECTION LIMIT Kumulativni procenti izluženih metala posle tretmana kretali su se od: S/S 0.14% (smeša sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 40% cementa) do 10.31% (smeša sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 5% cementa) za olovo, 0.37% (smeša sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 40% cementa) do 14.7% (smeša sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 5% cementa) za nikal, 0.38% (smeša sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 40% cementa) do 7.04% (smeša sedimenta rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 5% cementa) za kadmijum, 1712

221 0.29% (smeša sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 40% cementa) do 14.41% (smeša sedimenta rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 5% cementa) za cink, 0.46% (smeša sedimenta rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 40% cementa) do 8.75% (smeša sedimenta rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 5% cementa) za bakar i 0.34% (smeša sedimenta rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 40% cementa) do 11.84% (smeša sedimenta rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 5% cementa) za hrom. Ukoliko kao kriterijum efikasnosti posmatramo procenat kumulativno izluženih metala iz S/S smeše sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče sa cementom, onda je ovaj tretman najefikasniji za olovo (0.14%) i cink (0.29%). Prilikom S/S tretmana sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče sa cementom, sa porastom udela cementa smanjivao se procenat metala izluženih iz S/S smeša, odnosno u smeši sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče sa 40% cementa postignuti su najbolji rezultati, što je u skladu sa literaturnim podacima [10]. Pri niskim ph vrednostima PbOH + je dominantan oblik Pb (II) vrsta, ali sa povećanjem ph vrednosti, Pb gradi nerastvorne hidroksidne precipitate. S obzirom na alkalnu prirodu matriksa cementa olakšana je njegova imobilizacija u vidu ovih precipitata. Uočljivo je i izuzetno dobro fiksiranje cinka u matriks cementa pri udelu cementa od 40% u smeši. Samo 0.29% cinka se izluži pri udelu cementa od 40%. Cink gradi hidrokside u alkalnim uslovima (ph > 8). Cink-hidroksid tipično amfoterno jedinjenje reaguje i kao kiselina i kao baza. Takođe mogu biti prisutni Zn(OH) 4 2- i Zn(OH) 5 3- u alkalnim uslovima. U smeši sedimenta, rastvora za vlaženje ofset ploče i otpadnog razvijača za ofset ploče sa 40% cementa kumulativne koncentracije pojedinih izluženih metala (Zn, Cu) iz S/S smeša su I/II klasa prema aktuelnom nacionalnom Pravilniku [11]. Izlužene koncentracije sledećih metala su III/IV klasa prema aktuelnom nacionalnom Pravilniku [11]: kadmijuma (smeša sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 40% cementa) i cinka i hroma (smeša sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 30% cementa). Ukoliko kumulativne izlužene koncentracije metala poredimo sa koncentracijama koje za otpad propisuje Evropska Unija [12], dolazimo do sledećeg zaključka: smeše sedimenta, rastvora za vlaženje, otpadnog razvijača za ofset ploče i 40% cementa sa aspekta koncentracije olova, cinka i bakra mogu se smatrati inertnim otpadom kao i smeša sedimenta, rastvora za vlaženje, otpadnog razvijača za ofset ploče i 30% cementa sa aspekta koncentracije bakra. Sledeće smeše su neopasni otpad sa aspekta koncentracije određenih metala: 1713 olova (smeša sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 20 i 30% cementa) nikla (smeša sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 15, 20, 30 i 40% cementa) kadmijuma (sve ispitivane smeše sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i cementa) cinka (smeše sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 5, 10, 15, 20 i 30% cementa) bakra (smeše sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 5, 10, 15 i 20% cementa) i hroma (smeše sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 5, 10, 15, 20, 30 i 40% cementa) Međutim, neki metali su izluženi u koncentracijama prema kojima Evropska Unija smatra da je u pitanju opasan otpad: olovo (smeša sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 5, 10 i 15% cementa) i nikal (smeša sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 5 i 10% cementa) kao i hrom (smeša sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče i 5% cementa). Na osnovu poređenja ovih koncentracija sa maksimalno dozvoljenim koncentracijama metala pravilnika najefikasnija smeša je smeša sedimenta, rastvora za vlaženje, otpadnog razvijača za ofset ploče i 40% cementa, jer osim što je u najmanjem procentu izluženo metala ispod maksimalno dozvoljenih koncentracija za otpad [12]. 3. ZAKLJUČAK Analiza rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče ukazala je na povećane vrednosti određenih parametara (HPK, ukupni suvi ostatak, cink i bakar). Zbog povećanih vrednosti ovih parametara rastvor za vlaženje i otpadni razvijač za ofset ploče nikako ne bi smeli da se emituju u gradsku kanalizaciju gde oni kao tečan otpad često završe. Neophodno je njihovo odlaganje u burad i kasniji tretman radi smanjenja negativnog uticaja na životnu sredinu. S/S tretman sa cementom kao imobilizacionim agensom primenjen je za ispitivanje mogućnosti imobilizacije metala iz sedimenta, rastvora za vlaženje i otpadnog razvijača za ofset ploče koji je takođe kontaminiran metalima. Pokazalo se da je cement, osim sa ekonomskog aspekta, pogodan i zbog lake inkorporacije u otpad a njegova primena značajno je smanjila izlužljivost ispitivanih metala iz S/S tretiranih smeša. Prilikom S/S tretmana rastvora za vlaženje, otpadnog razvijača za ofset ploče i cementa sa porastom udela cementa smanjivao se procenat metala izluženih iz S/S smeša. Ukoliko kao kriterijum efikasnosti posmatramo procenat kumulativno izluženih metala iz S/S smeše sa rasvorom za vlaženje, otpadnim razvijačem za ofset ploče i cementom onda je ovaj tretman najefikasniji za olovo (0.14%) i cink (0.29%).

222 Na osnovu poređenja koncentracija sa maksimalno dozvoljenim koncentracijama metala nacionalnog Pravilnika najefikasnija smeša je smeša sa S/S agensom u udelu od 40% (C40) jer osim što je u najmanjem procentu izluženo metala, u najvećem broju su koncentracije metala ispod maksimalno dozvoljenih koncentracija za otpad koje propisuje Evropska Unija [12]. Ni jedna S/S smeša sedimenta i cementa ne može se u potpunosti smatrati inertnim otpadom na osnovu maksimalno dozvoljenih izluženih koncentracija [12]. Ukoliko nam je krajnji cilj dobijanje nehazardnog otpada S/S tretman sa cementom onda se neopasnim otpadom smatraju smeše sa bar 30% agensa. 4. LITERATURA [1] Monte M.C., E. Fuente, A. Blanco, C. Negro: Waste management from pulp and paper production in the European Union, Waste Management, 29(1), (2008). [2] Barcelo, D. and Petrovic, M. (Eds.) (2007), Sustainable Management of Sediment Resources: Sediment Quality and Impact Assessment of Pollutants, Elsavier, Netherlands [3] Moon, D.H. and Dermatas, D. (2007) Arsenic and lead release from fly ash stabilized/solidified soils under modified semi-dynamic leaching conditions, Journal of Hazardous Materials Volume 141, [4] Škunca-Milovanović, S., Feliks, R. i Đurović, B. Voda za piće, Standardne metode za ispitivanje hemijske ispravnosti, Savezni zavod za zdravstvenu zaštitu, NIP"Privredni pregled" Beograd, [5] APHA-AWWA-WCPF Eaton, A.D., Clesceri, L. S. and Greenberg, A.E. (Eds.). Standard Methods of the Examination of Water and Wastewater. American Public Health Association, Washington, [6] Ministry of Housing, Spatial Planning and Environment Directorate-General for Environmental Protection. (2000) Circular on target values and intervention values for soil remediation, Netherlands Goverment Gazette 39. [7] Viguri, J., Andreâs, A., Ruiz, C., Irabien, A., Castro, F. (2001). Cement-waste and clay-waste derived products from metal hydroxides wastes, environmental characterization. Institution of Chemical Engineers Trans IChemE, Vol 79(B). [8] ANS (American National Standard) ANSI/ANS (1986). American National Standard for the Measurement of the Leachability of Solidified Low- Level Radioactive Wastes by a Short-Term Tests Procedure. ANSI/ANS American National Standards Institute, New York, NY. [9] Službeni list Grada Novog Sada 17/1993 Uslovi za ispuštanje otpadnih voda u javnu kanalizaciju grada Novog Sada [10] Jing, C., Liu, S., Korfiatis, G., Meng, X. (2006). Leaching behaviour of Cr(III) in stabilized/solidified soil. Chemosphere 64, [11] Službeni glasnik RS, 31, (1982), Pravilnik o opasnim materijama u vodama. [12] Council Decision 2003/33/EC establishing criteria and procedures for the acceptance of waste at landfills pursuant to article 16 of and Annex II to Directive 1999/31/EC. Adrese autora za kontakt: Ivana Rodić rodic_ivana@yahoo.com Docent dr Miljana Prica miljana@uns.ac.rs Grafičko inženjerstvo i dizajn, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad 1714

223 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad IZRADA WORDPRESS INTERNET PREZENTACIJE ZA MUZIČKU GRUPU Oblast GRAFIČKO INŽENJERSTVO I DIZAJN Kratak sadržaj U radu su prikazane vrste internet prezentacija muzičkih grupa, sa posebnim akcentom na jedan od najpopularnijih CMS sistema - Wordpress. U praktičnom delu rada je opisan kompletan proces kreiranja Wordpress prezentacije koja odgovara specifičnim zahtevima muzičke grupe Atheist Rap. Ključne reči: Wordpress, CMS, muzička grupa Abstract This work presents different types of internet presentations suitable for musical groups, with special attention to one of mostly used content management systems Wordpress. Practical work describes complete process of making of Wordpress presentation for specific needs of musical group Atheist Rap. Keywords: Wordpress, CMS, musical group 1. UVOD Funkcionisanje muzičkih grupa danas se teško može zamisliti bez posredstva interneta. Internet omogućava obostranu komunikaciju između muzičke grupe sa slušaocina, medijima i organizatorima koncerata. Svakako najvažnije sredstvo prezentacije na internetu je web sajt. U ovom radu su prikazane vrste internet prezentacija muzičkih grupa, od prvih prezentacija ovog tipa, do modernih CMS (Content Management System sistem za upravljanje sadržajem) prezentacija, sa posebnim akcentom na jedan od najpopularnijih CMS sistema Wordpress. U praktičnom delu rada je opisano kreiranje Wordpress prezentacije muzičke grupe Atheist Rap, od idejnog rešenja, skice, pa do nastanka finalnog proizvoda - Wordpress prezentacije. 2. VRSTE INTERNET PREZENTACIJA MUZIČKIH GRUPA 2.1. Socijalni mediji Socijalni mediji su internet aplikacije koje olakšavaju razmenu sadržaja između korisnika. Danas predstavljaju jedan od glavnih izvora informacija. Tako su postali veoma važan vid promocije. NAPOMENA: Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je bio dr Milan Vidaković, red.prof. CREATING WORDPRESS WEB SITE FOR MUSICAL GROUP Vuk Čuvardić, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad 1715 UDK: : WCMS SISTEM ZA UPRAVLJANJE WEB SADRŽAJEM WCMS (Content Managment System) je softverski sistem za upravljanje web sadržajem, koji omogućava prosečnom korisniku računara da bez poznavanja osnova programiranja upravlja web sadržajem i vrši administriranje web sajtom Osobine WCMS Osobine WCMS su[1][2]: automatizovani šabloni za izgled stranice, kontrola pristupa, višestruka implementacija, laka izmena sadržaja, primena dodatnih aplikacija, instaliranje novih verzija softvera, kontrola radnog toka, upravljanje sadržajem od strane više osoba, delegacija, upravljanje bazama podataka, virtualizacija sadržaja, razmena sadržaja i višejezičnost Najpopularniji WCMS Najpopularniji WCMS su: Wordpress, Joomla, Drupal, BuddyPress, Mambo, e107, CMS Made Simple, Typo3, Pligg, Blogger. U ovom radu će biti prikazana upotreba Wordpress sistema za upravljanje web sadržajem. 4. WORDPRESS[3] Wordpress (WP) je najkorišćeniji WCMS[4]. Glavne odlike ovog sistema su laka upotreba, brzina i okrenutost ka korisniku Upravljanje i administracija Odlike: lokalno instaliranje; izmenjiva lokacija datoteka; kompatibilnost sa vremenskim zonama; upravljanje korisnicima; laka instalacija i nadogradnja; kreiranje dinamičkih stranica; internacionalizacija i lokalizacija meta podataka Objavljivanje novog sadržaja Odlike: praćenje novog sadržaja (RSS 1.0, RSS 2.0 i ATOM tehnologija); napredno oblikovanje permalinkova Izmenjivost dizajna stranice Odlike: podešavanje izgleda stranica preko šablona (odvojen sadržaj od šablona); direktno izmenjivanje šablona i drugih dokumenata na serveru upotrebom WP interfejsa; olakšana primena šablona korišćenjem tagova za šablone; upotreba tema koje se mogu kreirati, ili se mogu preuzeti sa interneta i modifikovati Kreiranje sadržaja Odlike: korišćenje lozinki za ograničavanje pristupa sadržaju; izmenjive URL adrese postova; podešavanje vremena kada će post biti objavljen; prelamanje sadržaja posta na više stranica; postavljanje novih dokumenata na

224 različite načine (link za preuzimanje na računar, umanjenji prikaz, prikaz u punoj rezoluciji); upotreba kategorija za postove; upotreba piktograma za opis emocija; čuvanje nezavršenog sadržaja (draft); upotreba privremenog prikaza (preview); aplikacije za desktop računar; deljenje novog sadržaja pomoću elektronske pošte; upotreba bookmarkleter-a; upotreba sidebar-a; tipografsko oblikovanje teksta Arhiviranje i pretraga sadržaja Odlike: arhiviran sadržaj može biti prikazan hronološki (prema godini, mesecu, nedelji, ili danu objavljivanja), po kategoriju kojoj post pripada, autoru posta; pretraga sadržaja je ugrađena u WP sistem Anatomija Wordpress teme WP tema se sastoji od tri tipa fajlova, pored JavaScript-a i slika. CSS fajl teme se imenuje sa style.css i kontroliše izgled cele prezentacije. Drugi važan fajl se zove functions.php. Treći tip su fajlovi za definisanje šablona stranica, koji kontroliše gde i na koji naćin će podaci iz baze podataka biti prikazani. Delovi WP prezentacije: centralni (promenjivi) deo stranice, zaglevlje (header), podnožje (footer), meni sa strane (sidebar). Wordpress Loop obrađuje svaki post koji se prikazuje na strani i formatira post u zavisnosti od definisanih kriterijuma Plugins Plugins su dodatne aplikacije koje proširuju funkcionalnost WP. Podešavanje ovakvih aplikacija se vrši iz WP interfejsa i korisnički je orijentisano. Tako nije potrebno napredno tehničko znanje za upotrebu naprednih aplikacija Widgets Widgets su vrsta Plugin-ova koji se primenjuju u Sidebar području. Njihovo podešavanje i raspored se takođe podešavaju preko WP interfejsa. 5. SPECIFIKACIJA ZADATKA PRAKTIČNOG DELA RADA Cilj praktičnog rada je izrada dinamičke WCMS prezentacije za muzičku grupu Atheist Rap, koristeći WCMS Wordpress Zahtevane rubrike na sajtu U dogovoru sa klijentom članovima muzičke grupe Atheist Rap, okvirno su dogovorene rubrike koje bi trebalo da se nađu na sajtu Novosti vezane za rad grupe Na stranici NEWS treba da se nalaze novosti vezane za rad grupe. Sadržaj koji će se prikazivati na stranici je uglavnom tekstualan, dok se povremeno mogu javiti i multimedijalni sadržaji. Svaki post treba da sadrži ime autora, datum objavljivanja, kao i broj komentara na dati post. Za svaki post je potrebno omogućiti olakšano objavljivanje sadržaja na popularnim socijalnim mrežama, kao i omogućiti komentarisanje postova. Postove treba prikazati u skraćenom obliku u vidu naslova posta i izvoda. Naslov sadrži link za pregledanje celog posta. Na ovaj način je olakšano pregledanje postova, jer se izbegava potreba dugog vertikalnog skrolovanja Koncertne aktivnosti Stranica TOUR predstavlja pregled koncertnih aktivnosti benda. U gornjoj tabeli potrebno je prikazati predstojeće koncerte, a u donjoj tabeli pregled svih koncerata u aktivnoj turneji. Svaki koncert se može pregledati na odvojenoj stranici, gde se mogu pročitati sve dodatne informacije o datom koncertu. Komentarisanje i olakšano objavljivanje na socijalnim mrežama je takođe potrebno omogućiti. Ispod tabele sa koncertima aktuelne turneje, nalazi se link Past Gigs Archive, gde se nalazi arhiva svih koncerata benda, sortiranih po različitim turnejama, hronološki, od početka koncertne aktivnosti grupe Članci o grupi u medijima U rubrici PRESS se nalaze članci iz medija o aktivnostima grupe, u vidu postova. Postovi se u ovoj rubrici predstavljaju na isti način kao u rubrici sa vestima Sekcija za preuzimanje materijala U DOWNLOAD sekciji će se u početku nalaziti samo zvučni zapisi koji će se učitavati sa socijalne mreže Soundcloud. Kada se prikupi materijal biće omogućeno preuzimanje promotivnog materijala za koncertnu promociju, tehnički uslovi vezani za nastup grupe i sl Biografija Biografija će biti prikazana kao tekst, na srpskom i engleskom jeziku, uz upotrebu slika Diskografija Diskografija je prikaz svih zvaničnih izdanja grupe. Uz naziv izdanja, godinu izdavanja i izdavača, potrebno je grafički predstaviti izgled izdanja, kao i prikazati spisak kompozicija koje se na datom izdanju nalaze Fotografije grupe Na ovoj stranici je potrebno prikazati fotografije sa Facebook stranice grupe, razvrstane po albumima. Na ovaj način se postiže da fotografije nije potrebno dva puta postavljati na internet, već se fotografije sa Facebook-a učitavaju i na web prezentaciju Video snimci Na VIDEO stranici je potrebno odvojiti dve sekcije - Youtube aplikacija za promociju kanala grupe i sekcija u kojoj će se učitavati poslednij video spot grupe, takođe sa Youtube kanala Linkovi ka drugim internet prezentacijama LINKS je skup banera. Levim klikom miša na baner se u drugom prozoru otvara link na koji baner vodi. Baneri su razvrstani u 3 kategorije Reči pesama Reči pesama potrebno je sortirati po studijskim albumima na kojima se nalaze, uz naziv albuma, grafički prikazati izgled omota albuma Stranica za kontakt Stranica CONTACT sadrži dve ceilne - u prvom delu se prikazuju osobe za kontakt, uz podatke o njima i sliku prikazati broj telefona za kontakt. Takođe je potrebno omogućiti kontakt elektronskom poštom direktno preko linka. Druga celina sadrži formu za upisivanje podataka posetilaca koji žele da primaju elektronsku poštu sa informacijama o radu benda (Newsletter). 1716

225 Knjiga gostiju Već postojeću knjigu gostiju sa sajta Iboox treba prikazati u rubrici GUESTBOOK Stranica za pretstavljanje studija Socijala Studios Ova stranica treba da sadrži informacije o Socijala Studios, muzičkom studiju jednog od članova benda. Stranica sadrži logo i opis studija, uz primere snimaka snimljenih u studiju, koji će se učitavati sa socijalne mreže Soundcloud. Na stranici će se takođe objavljivati vesti o radu studija Sadržaj na početnoj stranici prezentacije Najnoviji postovi U ovom delu stranice potrebno je prikazati poslednje postove iz rubrika NEWS, PRESS i SOCIJALA STUDIOS. Postovi se prikazuju u animiranom baneru koji se automatski generiše od najnovijih postova iz datih kategorija. Svaki post sadrži fotografiju u pozadini, naslov sa linkom na ceo post, datum objavljivanja, ime autora i kategoriju u kojoj se post nalazi. Post u baneru takođe sadrži kraći izvod iz sadržaja posta. Potrebno je napraviti takav baner, u kome sa nalazi šest najnovijih postova, koji se automatski smenjuju na svakih nekoliko sekundi. Baner je potrebno da sadrži i meni za navigaciju - odabir željenog posta, prema kategoriji kojoj pripada Najnoviji video LATEST VIDEO prikazuje najaktuelniji video sa Youtube kanala benda Najnoviji komentari na sajtu Prikaz najnovijih komenatara na sajtu prikazati u polju koje sadrži scrollbar. Uz svaki komentar se nalazi link za post na koji je komentar objavljen Informacije o Facebook stranici benda Prikazati Facebook Like Box aplikaciju koja se može kreirati koristeći Facebook. Ona sadrži sliku avatara profila, naziv stranice, link za praćenje stranice na Facebook-u, kao i listu dela prijatelja stranice Preuzimanje poslednjeg muzičkog albuma benda DOWNLOAD LATEST RELEASE sadrži animirani baner za promociju linka za besplatno preuzimanje poslednjeg studijskog albuma benda, kao i logotip izdavača albuma i sponzora benda Sadržaj koji se pojavljuje u Sidebar-u Linkovi za praćenje benda na popularnim web socijalnim medijima U FOLLOW US sekciji prikazati linkove profila grupe Atheist Rap na popularnim socijalnim mrežama (Facebook, Twitter, Myspace i Youtube). Klikom na logo socijalne mreže, u novom prozoru se otvara profil grupe na datoj socijalnoj mreži Spisak koncerata za tekuću godinu Ovogodišnji koncerti grupe se u vidu liste prikazuju u TOUR DATES delu sidebar-a. Svaki koncert se predstavlja sa tri informacije - datum, grad u kome se koncert održava i naziv objekta u kome se koncert održava Prikaz najnovijih postova sa Twitter profila grupe Poslednja rubrika u Sidebar-u treba da prikazuje najaktuelnije postove sa Twitter profila benda Sadržaj koji se pojavljuje u podnožju sajta Označavanje prava korišćenja materijala na sajtu U levom delu podnožja sajta (footer-u) prikazati informaciju o zaštiti autorskih prava vezanih za sadržaj sajta za tekuću godinu Označavanje autora sajta U desnom delu footer-a prikazati autora sajta, sa linkom za slanje elektronske pošte autoru. 6. IMPLEMENTACIJA ZADATKA PRAKTIČNOG DELA RADA 6.1. Prikupljanje materijala Veoma je korisno prvo prikupiti kompletan materijal koji će se nalaziti na web sajtu, i to pre izrade samog sajta. Prikupljen sadržaj treba sortirati po direktorijumima, tako da kada nam bude potreban možemo lako da ga pronađemo Izrada nacrta izgleda sajta Cilj ovakve skice je da omogući dalju izradu šablona za opis izgleda stranica. Izgled početne stranice u velikoj meri vizuelno određuje karakter celokupnog web sajta. Takođe, početna stranica je ono što posetilac prvo vidi prilikom dolaska na sajt. Od primamljivosti početne strane najviše zavisi da li će se posetilac zadržati na stranici ili ne. Struktura stranica većine WP sajtova ima delove koji se ponavljaju na svim stranicama (header, footer, sidebar), i centralni deo sajta - koji se menja u zavisnosti od toga na kojoj stranici prezentacije se nalazite Lokalno kreiranje internet prezentacije Prilikom kreiranja internet prezentacije na lokalnom računaru koristi se baza podataka sa računara, umesto sa internet servera. Prednosti kreiranja internet prezenzacije na lokalnom računaru je znatno veća brzina rada. Lokalnim kreiranjem sadržaja izbegavamo mogućnost da budući posetioci vide sadržaj koji je i dalje u izradi. Kada u potpunosti završimo kreiranje sadržaj postavljamo na internet Wampserver[5] WampServer je besplatna aplikacija za razvijanje web sadržaja u Windows okruženju. Omogućava korišćenje internet aplikacija uz upotrebu Apache, PHP i MySQL baza podataka. Za lakše upravljanje bazama podataka mogu se koristiti aplikacije PHPMyAdmin i SQLiteManager. WampServer podržava upotrebu Wordpress-a. Tako da možemo u potpunosti da kreiramo internet sajt, da bi tek kada smo u potpunosti zadovoljni sadržaj postavili na internet server Kreiranje Wordpress dinamičke prezentacije Kreiranje Wordpress teme[6] Wordpress tema je skup fajlova koji zajedno definišu izgled i funkcionalnost WP internet prezentacije. Tema odvaja podatke za definisanje izgleda i funkcionisanje prezentacije od baze podataka i od same WP instalacije.

226 Na ovaj način možemo da menjamo primenjenu temu, bez bojazni da će se uticati na same podatke. Takođe možemo instalirati novu verziju WP, a da pri tom ne utičemo na sadržaj stranice Kreiranje fajlova neophodnih za funkcionisanje Wordpress teme Prvi korak pri prebacivanju HTML prezentacije u WP bi bio kreiranje nove teme. Pravimo novi folder u koji kasnije smeštamo sve fajlove teme. Prvo kreiramo fajlove style.css i index.php. Vršimo kopiranje sadržaja CSS fajla HTML prezentacije u kreirani fajl style.css Prebacivanje HTML-a u PHP WP koristi PHP podatke, kako bi stranica bila prikazana iz delova koji se nalaze u različitim datotekama. Tako je potrebno HTML prethodno kreirane prezentacije razdvojiti na nekoliko PHP fajlova. Uobičajena struktura WP prezentacija izgleda ovako: Zaglavlje (header) Promenjivi sadržaj Meni sa strane (sidebar) Podnožje strane (footer) Dakle, HTML fajl je potrebno razdvojiti na tri nova fajla: ( header.php, sidebar.php, footer.php ) Objavljivanje postova Novi sadržaji na sajtu se objavljuju u vidu postova. Postovi se obično prikazuju po obrnutom hronološkom redosledu. Moguće ih je prikazati celokupne, samo pomoću naslova, može se prikazati naslov i kraći izvod... Opcije pri objavljivanju postova: naslov posta bilo koja reč, ili izraz. Nije preporučljivo davanje istog naslova na više postova. Mogu se koristiti znakovi interpunkcije. WP automatski kreira link od naslova. Visual / HTML editor Editor za unošenje multimedijalnog sadržaja ima dva moda vizualni I HTML mod. Vizualni mod je WYSIWYG editor, koji ima veoma sličan interfejs softverima za unos teksta, dok HTML mod omogućava unos sadržaja preko HTML koda Wordpress Loop Kao što je ranije napomenuto WP Loop kontorliše prikazivanje postova. Koristeći Loop, WP obrađuje svaki post koji se prikazuje na datoj strani i formatira post u zavisnosti od kriterijuma definisanih unutar Loop-a. Bilo koji HTML, ili PHP kod smešten u Loop će biti primenjen na svaki post pojedinačno Podešavanje Permalinkova Preporučljivo je pre nego što se počne sa objavljivanjem postova odabrati željenu strukturu linkova za buduće postove, kako bi se izbegli eventualni problemi ukoliko se menja struktura permalinkova na već objavljenim postovima. Takođe, ukoliko bi se promenila struktura URL adrese postojećih sadržaja, sadržaj postavljen pomoću linka na nekom drugom sajtu, postaje nedostupan Upravljanje korisnicima Postoje različiti nivoi korisnika: administrator (sve privilegije), urednik (može da piše I objavljuje postove, kao I da odobrava postove autora nižeg ranga), autor (piše, objavljuje I upravlja postovima koje je sam napisao), saradnik (ne može sam da objavi post) i registovani posetilac sajta (može da čita postove i da ih komentariše). 7. ZAKLJUČAK Internet je postao najefikasniji vid promocije za mnoge ljudske delatnosti, pa tako i za muzičke grupe. Tako danas muzička grupa treba da bude što zastupljenija na internetu, najpre posredstvom internet sajta i prisustvom na popularnim socijalnim mrežama. Teži se sve većoj interaktivnosti i što neposrednijoj komunikaciji između posetilaca sajta i članova muzičke grupe. Za ove potrebe, moderni CMS sistemi su veoma pogodni. Tako članovi grupe mogu da učestvuju u kreiranju sadržaja, čak i bez tehničkog znanja. Jedan od CMS sistema najpogodnijih za muzičke grupe je Wordpress. Kreiranje WP sajta je prilično jednostavno, tako da svako ko poznaje HTML/CSS može da savlada osnove WP. Takođe, kada je sajt kreiran, moguće je obučiti osobe koje poseduju minimalno znanje o upotrebi računara, da relativno lako mogu da učestvuju u kreiranju sadržaja Šta je urađeno U ovom radu je izvršeno upoznavanje sa vrstama internet prezentacija muzičkih grupa od prvih prezentacija, preko popularnih socijalnih mreža, pa do CMS prezentacija. U praktičnom delu rada je opisan celokupni proces nastanka Wordpress prezentacije muzičke grupe Atheist Rap Pravci daljeg razvoja Dalji razvoj bi trebalo orijentisati na pojednostavljenje upotrebe. Najviše usaglašavanjem WYSIWYG editora i izgleda objavljenog sadržaja na sajtu. Potrebno je smanjiti broj Plugins-a, budući da postoji određena neizvesnost da li će dodatak nastaviti sa radom prilikom instaliranja novije verzije dodatka, ili WP jezgra. Jedan od pravaca daljeg razvoja bi trebala da bude još veća automatizacija upravljanja bazama podataka, kao i mogućnost lakše personalizacije prezentacije. 8. LITERATURA [1] 3GOSS Interactive (2009). 8 Things to consider when starting a WCM project A best practise guide [2] Multiple (wiki). Content management system. Docforge. [3] [4] Usage of content management systems for website [5] [6] Kratka biografija: Vuk Čuvardić rođen je u Novom Sadu god. Završio je osnovnu školu Žarko Zrenjanin i gimnaziju Svetozar Marković u Novom Sadu završava osnovne studije - bachelor diploma na Fakultetu tehničkih nauka, Novi Sad, smer Grafičko inženjerstvo i dizajn, odbranivši rad na temu Konzolarna tipografija tipografija digitalnog interfejsa. 1718

227 Zbornik radova Fakulteta tehničkih nauka, Novi Sad UDK: REVITALIZACIJA PROIZVODNOG SISTEMA ŠTAMPARIJE SITOPLAST REVITALIZATION OF THE PRODUCTION PRINTING SYSTEM SITOPLAST Stevan Hrkalović, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad Oblast GRAFIČKO INŽENJERSTVO I DIZAJN Kratak sadržaj U radu je opisan proizvodni pogon štamparije SITOPLAST pojedinačnog toka procesnog tipa. Kroz odgovarajuće karte predstavljen je program proizvodnje, tehnološki postupci izrade proizvoda predstavnika, izračunataa su vremena za operacije, izvršena je analiza pregleda tehnološke opreme, izračunate su površine tehnoloških sistema i izanalizirani su učesnici u procesima po stepenu stručnosti. Na osnovu tih podataka, urađena je revitalizacija postojećeg sistema i dati su predlozi mera koji se odnose na prostorni razmeštaj, zamenu štamparskih mašina, uređenje radnog prostora i uvođenje novih standarda. Ključne reči: Program proizvodnje, analiza proizvoda, proizvod predstavnik, tehnološki postupak, redukcija programa proizvodnje. Abstract In this paper describes a manufacturing plant printing "SITOPLAST" particular type of process flow. In through proper maps presented a program of production, technological processess of making the product representatives, calculated as the time for surgery, an analysis of the views of technological equipment, calculate the area of technological systems and analyzed participants in the processes at the level of expertise. Based on these data, made to revitalize the current system and offers suggestions of measures related to the spatial distribution, exchange of printing machines, decorating work area and the introduction of new standards. Keywords: Production program, analysis of products, Product Representative, technological procedure, reduction in production. Ulaganjem u mašine preduzeće ulaže u poboljšanje proizvodnog procesa. Sam proces revitalizacije zahtevaa čitavv niz aktivnosti. Cilj ovog rada je bio prikazati jedan tehnološki sistem sa svim elementima proizvodnje, pronaći neodostatke i ponuditi rešenje za revitalizaciju postojećeg sistema. Izabrani sistem je štamparija SITOPLAST. SITOPLAST je štamparija koja se bavi štampanjemm ambalažnog materijala (kesice za puding, instant supe i druge praškaste i zrnaste proizvode, kese za markete, nalepnice i drugo). Njihov cilj je da ostanu u dobrim partnerskim odnosima sa postojećim klijentima i da steknu poverenjee novih klijenata svojom uslugom i kvalitetom svojih proizvoda. Svaki uspeh njihovihh klijenata potpomognut njihovim proizvodima smatraju za lični uspeh. 2. STANJE PROIZVODNOG SISTEMA Kadaa je o proizvodnom programu reč, može se reći da štamparija SITOPLAST obezbeđuje potrebni standard i poštovanje normi kvaliteta. Flexo štampa je takozvanaa štampa iz rolne u rolnu. Visoko je kotirana na velikom tržištu jer pruža visok stepen uštede proporcionalnoo količini otiska. Flexo štampu rade na svim materijalimaa počevši od običnog papira preko poli-propilena, etilena, aluminijumskih folija do creva za mesnu industriju. Štampa iz rolne u rolnu je posebno zanimljiva za klijentee koji imaju mašine za pakovanje iz rolne. Štamparija izlazii u susret i posebnim narudžbinama, kao što su dobijanje konačnog otiska u formatu tabaka. Štampa se vrši na mašini koja daje visok kvalitet štampe. Mašine u programu proizvodnje su sledeće: 1. UVOD Revitalizacija, kao najsavremeniji način za sanaciju dotrajalih postrojenja ili pak osavremenjavanje postojećih sistema, predstavlja složen tehnički poduhvat i istovremeno je ekonomsko - finansijski opravdan. Svrha revitalizacijee je da se postojeće procesno postrojenje obnovi i pusti u pogon sa novim, boljim radnim karakteristikama i produženim vekom trajanja. Više je razloga zbog kojih se preduzeća odlučuju za revitalizaciju proizvodnih sistema, a jedan od najčešćih jeste unapređenje proizvodnje i povećanje profita. FOCUS WEBFLEX - četvorobojna štamparska mašina. Na samoj mašini postoji i rotaciona štancaa i noževi na zadnjoj sekciji za obrezivanje, tako da je mnogoo ekonomičniji i efektniji rad na ovakvoj in-line mašini. MATILA - četvorobojna štamparska fleksografskaa mašina tajvanske proizvodnje. Dimenzije mašine su x 1600 x 2400 mm. Pored štamparskih mašina, poseduju i EKO SPARK CDI osvetljivač fotopolimernih ploča CDI2530 sa mašinom za ispiranje klišea. 3. PROGRAM PROIZVODNJE Proizvod je neposredan, materijalan rezultatt procesa radaa NAPOMENA: proizvodnog sistema. Kao roba određenog kvalitetaa Ovaj rad proistekao je iz master rada čiji mentor je namenjen je, u datim količinama, podmirenju potreba bio dr Ilija Ćosić, red. prof. okoline iz čega rezultira potreba postavljanja i razvojaa 1719

228 proizvodnih sistema. Pri ovome su karakteristike proizvoda i stepen složenosti osnova za određivanje parametara postupaka progresivne promene stanja i izbora tehnoloških sistema a postupci promene stanja, i broj jedinica količina proizvoda, osnova za određivanje broja jedinica tehnoloških sistema sredstava rada. Podaci o proizvodnom programu štamparije SITO- PLAST, prikupljeni, obrađeni i analizirani, su osnova za rad na projektovanju proizvodnog sistema u cilju povećanja efikasnosti i racionalizacije proizvodnje unutar proizvodnog sistema štamparije. Unutar štamparije proizvodi su jasno klasifikovani na osnovu svojih osobina. Te osobine mogu biti: količina proizvoda, tehnološke složenosti materijala, frekvencija naručivanja proizvoda, namena proizvoda... Sve navedene karakteristike predstavljaju osnovu za projektovanje strukture sistema ili njegove organizacije. U tabeli 1. dat je program proizvodnje štamparije SITOPLAST Pregled proizvoda štamparije SITOPLAST štamparije: Kese za market Aluminijumski poklopci za paštete Nalepnica za PET flašu za mleko Kesice za instant supe,puding i sitne praškaste proizvode Omot za salame Nalepnice za eurokrem Oznaka Tabela 2. Program proizvodnje nakon redukcije Ime proizvoda Godišnja količina P001 MERCATOR kese za market P002 REKIĆ kese za market P003 BEKOM al. poklopci za paštete P004 Mlekara ŠABAC al. poklopci za jogurt P005 Mlekara SUBOTICA al. poklopci za jogurt P006 Mlek. SUBOTICA nalep. za PET flašu za mlek. P007 Aroma FUTOG kesice za instant supe P008 Aroma FUTOG kesice za puding P009 YUMIS kesice za instant supe P010 YUMIS kesice za puding P011 YUMIS kesice za sitne praškaste proizvode P012 CENTROPAK kesice za instant supe P013 CENTROPAK kesice za puding P014 YUHOR omot za salame P015 VEKIĆ nalepnice za eurokrem Osnov za projektovanje proizvodnog sistema jeste proizvod predstavnik, zbog svih njegovih kvaliteta i načina njegove izrade. Izabrani proizvod predstavnik u ovom radu je nalepnica za PET flašu za mleko, mlekare Subotica. Tabela 1. Program proizvodnje Oznaka Ime proizvoda Godišnja količina P001 MERCATOR kese za market P002 REKIĆ kese za market P003 BEKOM al. poklopci za paštete P004 Mlekara ŠABAC al. poklopci za jogurt P005 Mlekara SUBOTICA al. poklopci za jogurt P006 Mlek. SUBOTICA nalep. za PET flašu za mlek. P007 Aroma FUTOG kesice za instant supe P008 Aroma FUTOG kesice za puding P009 YUMIS kesice za instant supe P010 YUMIS kesice za puding P011 YUMIS kesice za sitne praškaste proizvode P012 CENTROPAK kesice za instant supe P013 CENTROPAK kesice za puding P014 YUHOR omot za salame P015 VEKIĆ nalepnice za eurokrem REDUKCIJA KOLIČINA I PROJEKTOVANJE POSTUPKA IZRADE PROIZVODA PREDSTAVNIKA Redukcijom količina prenosimo određene karakteristike ostalih proizvoda na prizvod predstavnik preko količina. Nakon izračunate redukovane veličine, čitav proces se odvija kao da se proizvodi samo proizvod predstavnik, ali ne sa stvarnom, već sa redukovanom količinom. Proizvod predstavnik je stvaran realan deo programa proizvodnje koji u formatu, materijalu i broju boja sadrži najveći broj elemenata ostalih delova programa proizvodnje koje predstavlja. U tabeli 2. dat je prikaz programa proizvodnje nakon redukcije Slika 1. Algoritam toka procesa proizvodnje za proizvod predstavnik Osnovni tehnološki postupci prilikom izrade nalepnica za PET flašu za mleko mlekare Subotica su sledeći: T1. Dizajn T2. Izrada probnog otiska T3. Elektronska montaža T4. Izrada klišea T5. Štampanje T6. Sečenje T7. Pakovanje T8. Skladištenje

229 Na slici 1. prikazan je algoritam toka procesa proizvodnje za proizvod predstavnik. 5. IZBOR TIPA TOKA U PROIZVODNOM SISTEMU I PROJEKTOVANJE STRUKTURE SISTEMA kao što su noževi, nije mogla. Samim tim produktivnost bi bila veća, poslovi bi se završavali u kraćem vremenskom intervalu. Na osnovu prethodno utvrđenih odnosa i vrednosti veličina koje karakterišu proizvodni sistem utvrđenih u prethodnim analizama programa proizvodnje, možemo utvrditi da sistem pripada varijanti 1.2 sa pojedinačnim tokovima procesnog tipa. Program proizvodnje je struktuiran od različitih proizvoda iz oblasti ambalaže za prehrambenu industriju. Karakteristike pojedinačnog toka procesnog tipa su prekidan tok materijala, prostorna stuktura koja se oblikuje na procesnom prilazu, radna snaga koja je dobro obučena za date poslove, povišen stepen fleksibilnosti i duga vremena trajanja celog ciklusa proizvodnje. 6. OBLIKOVANJE PROSTORNE STRUKTURE I TOKOVI MATERIJALA PROIZVODA PREDSTAVNIKA Oblikovanje prostornih struktura je postupak razmeštanja elemenata sistema u prostoru radne jedinice u skladu sa sledećim principima oblikovanja: princip minimalnih rastojanja, inteziteta toka, iskorišćenja prostornih struktura, sigurnosti rada. Analiza čgrafičkog proizvodnog sistema je pokazala da je štamparija SITOPLAST za proizvodnju štampanog materijala projektovana pojedinačnog prilaza i razmeštaja tehnoloških sistema. Shodno tome, prostorni razmeštaj mašina, alata, međuskladišta i skladišta, mora biti takav da podržava što efikasniji i ekonomičniji način proizvodnje po već zadatim principima. Proizvodnja se odvija u više prostorija, u kojoj se nalaze sledeći tehnološki sistemi: Tehnološki sistem pripreme štampe Tehnološki sistem štampe, u dve zasebne prostorije Na slikama 2. i 3. su prikazane prostorne strukture sa tokom materijala i transportnim putevima. 7. REVITALIZACIJA Analizom stanja štamparije SITOPLAST došlo se do zaključka da je starost štamparske mašine MATILA mašina mana u smislu nedovoljne automatizacije i manjih brzina proizvodnje i nedostatak noževa i štanci na izalzu mašine uslovljava ograničenu funkcionalonst ove mašine. Prostorni razmeštaj tehnoloških sistema odgovara karakteru proizvodnje, ali prostora za odlaganje materijala nema dovoljno. Prostor za skladištenje klišea koji se mogu ponovo upotrebiti, u obliku metalnog ormara se nalazi u prostoriji gde su mašine što nije u skladu sa odgovarajućim standardima, jer se klišei mogu oštetiti što bi moglo prouzrokovati greške prilikom sledeće štampe. Usko grlo u proizvodnji se stvara usled nedovoljnog prostora za nesmetano obavljanje poslova. Zamenom štamparske mašine MATILA za mašinu u koju su ugrađeni noževi, proširio bi se obim posla, jer bi mašina mogla da obavlja poslove koje zbog nedostatka dodataka, Slika 2. Prostorna struktura i tok materijala - stanje Slika 3. Prostorna struktura i transportni put materijala - stanje Štamparija SITOPLAST ispunjava zahteve vezane za standard koji se tiče uslova o bezbednosti hrane, ali bi uvođenjem novih standarda, koji se tiču ambalaže za prehrambenu industriju, imalo za cilj povećanje klijenata koji vode računa o ovoj veoma bitnoj stavki u procesu proizvodnje. Pored standarda koji se odnosi na samu proizvodnju, trebalo bi obratiti pažnju i na propise vezane za zaštitu životne sredine. Štamparije su mesta u kojima se nalaze i lako zapaljive supstance, kao i lako zapaljivi materijali: alkoholi, razne hemijske supstance, štamparske boje, papiri, kartoni, razne tkanine... Zaštita na radu predstavlja bitnu stavku i obavezu svakog pojedinca na radnom mestu, kao i samog preduzeća. Pravilno rukovanje mašinama obezbeđuje umanjivanje povreda na radu. Na svakom radnom mestu poslodavac ima obavezu da se brine za bezbednost i zdravlje radnika i to u svim aspektima vezanim za rad. Svrha procene rizika je da omogući poslodavcu da preuzme mere za bezbednost i zdravlje radnika. 1721

230 Ove mere uključuju: sprečavanje profesionalnih opasnosti informisanje radnika obuka radnika organizaciju i sprovođenje potrebnih mera Predlog mera koji je dat za revitalizovanje proizvodnog sistema odnosi se na prostorni razmeštaj, zamenu štamparske mašine MATILA novom savremenijom mašinom, uređenje radnog prostora u smislu efikasnosti, kao i uvođenje novih standarda koji se odnose na sam proces proizvodnje i na zaštitu na radu. Na slikama 4. i 5. dat je predlog prostorne strukture sa transportnim putem i tokom materijala. Tehnološki procesi pri izradi proizvoda su: priprema štampe u koju spada dizajn proizvoda, izrada prototipa na Ink Jet štampaču kao i izrada klišea za flekso štampu, zatim štampanje materijala koji se nalazi u njegovoj rolni i u zavisnosti od mašine na kojoj se štampa. Ako je mašina in line proizvodnje rolne se seku na manje formate, a ako je mašina samo sa štamparskim agregatima, bez noževa za sečenje rolne, klijentu se isporučuje rolna sa odštampanim proizvodima koju on u daljem procesu obrađuje. Analize su pokazale da su predložene mere revitalizacije finansijski i funkcionalno opravdane. Svrha revitalizacije je da se postojeći grafički sistem unapredi razmeštajem tehnološlih sistema s ciljem veće produktivnosti, primenom savremenih tehnologija, najnovijih standard u proizvodnji i zaštiti na radu. 9. LITERATURA [1] Zelenović M. Dragutin PROJEKTOVANJE PROIZVODNIH SITSEMA, Fakultet tehničkih nauka, Novi sad, Slika 4. Prostorna struktura i tok materijala predlog [2] Zelenović M. Dragutin, Ćosić Ilija, Maksimović Rado, Maksimović Aleksandar PRIRUČNIK ZA PROJEKTOVANJE PROIZVODNIH SISTEMA pojedinačni prilaz, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, [3] lija Ćosić PRILOG RAZVOJU SISTEMA POVIŠENOG STEPENA FLEKSIBILNOSTI, doktorska disertacija - Univeritet u Novom Sadu, Novi Sad, [4] Novaković Dragoljub GRAFIČKI PROCESI, skripta, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, [5] Novaković Dragoljub GRAFIČKI SISTEMI, skripta,fakultet tehničkih nauka, Novi Sad [6] Aleksandar Rikalović PROJEKTOVANJE SISTEMA ZA MEDIJSKU PROIZVODNJU, master rad, Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad, ZAKLJUČAK Slika 5. Prostorna struktura i transportni put materijala predlog Revitalizacija predstavlja način osavremenjavanja postojećih sistema. Primarna delatnost štamparije SITOPLAST jeste vezana za štampu etiketa, nalepnica, kesa, kesica i otalih proizvoda iz domena ambalaže. Najveći prihodi štamparije se ostavaruju iz poslova vezanih ugovorom sa eminentnim proizvođačima iz oblasti prehrmabene industrije. Uslov koji je postavljen za ovaj projekat jeste da sistem obuhvati kompletan proces proizvodnje od dizajna, preko štampe i pakovanja gotovog proizvoda u kartonske kutije. [7] [8] Kratka biografija: Stevan Hrkalović rođen je u Novom Sadu godine, završava srednju mašinsku školu u Novom Sadu. Fakultat tehničkih nauka, smer grafičko inženjerstvo i dizajn upisao je Zvanje inženjer grafičkog inženjerstva i dizajna bachelor stekao je Kontak: stevanhrkalovic@yahoo.com 1722